Kumštelinio mechanizmo su svirtimi konstrukcija. Pagrindinių kumštelių mechanizmų matmenų nustatymas

Pagrindiniai kumštelių mechanizmų matmenys nustatomi pagal kinematinė, dinamiška ir konstruktyvi sąlygos. Kinematinė sąlygas lemia tai, kad mechanizmas turi atkartoti duotą judėjimo dėsnį. dinamiškas sąlygos yra labai įvairios, tačiau svarbiausia yra tai, kad mechanizmas turi didelį efektyvumą. konstruktyvus reikalavimai nustatomi iš atskirų mechanizmo dalių pakankamo stiprumo būklės – besiliečiančių kinematinių porų atsparumo dilimui. Suprojektuotas mechanizmas turi būti mažiausių matmenų.

6.4 pav. Apie kumštelio mechanizmo su laipsniškai judančiu stūmikliu galios analizę.

6.5 pav. Slėgio kampo kumštelio mechanizme tyrimui

Ant pav. 6.4 parodytas kumštelio mechanizmas su stūmikliu 2, baigiantis antgaliu. Jei nepaisysime trinties aukštesnėje kinematinėse poroje, tai jėga, veikianti stūmiklį 2 iš kumštelio šono 1. Kampas, kurį sudaro normalioji n-n į kumštelio profilį 1. Kampas, kurį sudaro normalioji n-n ir stūmiklio 2 judėjimo kryptis yra slėgio kampas o kampas lygus yra perdavimo kampas. Jei atsižvelgsime į stūmiklio 2 pusiausvyrą (10.5 pav.) ir visas jėgas nukreipsime į tašką, tada stūmiklį veiks varomoji jėga, sumažinta pasipriešinimo jėga T, atsižvelgiant į naudingąjį pasipriešinimą, spyruoklės jėga, inercijos jėga ir sumažinta trinties jėga F. Iš pusiausvyros lygties jėgų, veikiančių stūmiklį 2, gauname

Sumažėjusi trinties jėga T lygi

Kur yra kreiptuvų trinties koeficientas;

Vadovo ilgis;

Stūmiklio išvykimas.

Tada iš jėgos balanso lygties gauname, kad trinties jėga yra lygi

Momentinį mechanizmo efektyvumą, neatsižvelgiant į trintį viršutinėje poroje ir kumštelio veleno guolį, galima nustatyti pagal formulę

Stūmiklio išvažiavimo k reikšmė yra (6.5 pav.)

kur b yra pastovus atstumas nuo stūmiklio 2 atramos taško N iki kumštelio sukimosi ašies A;

Mažiausias kumštelio 1 spindulio vektorius

Stūmimo judesys 2.

Iš pav. 6.5 gauname

Iš (6.7) lygties gauname

Tada efektyvumas bus lygus

Iš lygybės (6.9) išplaukia, kad efektyvumas mažėja didėjant slėgio kampui. Kumštelinis mechanizmas gali užstrigti, jei jėga (6.5 pav.) yra . Užstrigimas įvyks, jei efektyvumas bus lygus nuliui. Tada iš lygybės (6.9) gauname

Kritinis kampas, kuriuo mechanizmas stringa, ir yra šį kampą atitinkančio greičio analogas.

Tada kritiniam slėgio kampui turėsime:

Iš lygybės (6.10) išplaukia, kad didėjant atstumui kritinis slėgio kampas mažėja, t.y. padidėjus mechanizmo matmenims. Apytiksliai galime daryti prielaidą, kad kritinį kampą atitinkančių greičių analogo reikšmė yra lygi didžiausiai šio analogo reikšmei, t.y.

Tada, jei pateikiami mechanizmo matmenys ir stūmiklio judėjimo dėsnis, galima nustatyti kritinio slėgio kampo reikšmę. Reikia turėti omenyje, kad mechanizmo užstrigimas dažniausiai vyksta tik kėlimo fazėje, kuri atitinka naudingųjų pasipriešinimų, stūmiklio inercinės jėgos ir spyruoklės jėgos įveikimą, t.y. kai įveikiama tam tikra sumažinta pasipriešinimo jėga T (6.5 pav.). Nuleidimo fazės metu užstrigimo reiškinys neįvyksta.

Kad būtų išvengta mechanizmo užstrigimo projektavimo metu, nustatoma sąlyga, kad slėgio kampas visose mechanizmo padėtyse būtų mažesnis už kritinį kampą. Jei didžiausias leistinas slėgio kampas žymimas , tai šis kampas visada turi atitikti sąlygą

praktikoje imamas kumštelių mechanizmų su laipsniškai judančiu stūmikliu slėgio kampas

Sukamųjų svirties kumštelių, kurių užstrigimo tikimybė mažesnė, didžiausias slėgio kampas yra

Projektuojant kumštelių pavaras galima atsižvelgti ne į slėgio, o į perdavimo kampą. Šis kampas turi atitikti sąlygas

6.4. Slėgio kampo nustatymas naudojant pagrindinius kumštelio mechanizmo parametrus

Slėgio kampas gali būti išreikštas pagrindiniais kumštelio mechanizmo parametrais. Norėdami tai padaryti, apsvarstykite kumštelio mechanizmą (6.4 pav.) su laipsniškai judančiu stūmikliu 2. Nubrėžkite normalų t. ir suraskite momentinį sukimosi centrą santykiniame 1 ir 2 jungčių judesyje.

Iš lygybės (6.13) išplaukia, kad pasirinktam judėjimo ir dydžio dėsniui kumštelio matmenis lemia spindulys , gaunami mažesni slėgio kampai , bet didesni kumštelio mechanizmo matmenys.

Ir atvirkščiai, jei sumažiname , tada slėgio kampai didėja ir mechanizmo efektyvumas mažėja. Jei mechanizme (6.5 pav.) stūmiklio judėjimo ašis eina per kumštelio sukimosi ašį ir , tai lygybė (6.13) įgauna formą

Jėga, veikianti stūmiklį iš kumštelio šono ir priverčianti jį judėti, yra nukreipta išilgai įprastos kumštelio sąlyčio su stūmikliu taške. Todėl bendruoju atveju jis yra nukreiptas kampu stūmiklio judėjimo kryptimi (46 pav.).

46 pav

Kampas tarp stūmiklį veikiančios jėgos ir jo judėjimo krypties vadinamas slėgio kampas(žymimas α), o kampas tarp veikiančios jėgos ir stūmiklio judėjimo krypčiai statmenos krypties vadinamas perdavimo kampas(žymimas γ). Apibendrinant, šie kampai sudaro 90 0 kampą, todėl, įvertinus mechanizmo veikimą, atsižvelgiant į jėgos perdavimo kryptį, galite dirbti su bet kuriuo iš jų.

Sumažėjus judesio perdavimo kampui, mažėja veikiančios jėgos varomoji dedamoji (dedamoji, sutampanti su stūmiklio judėjimo kryptimi). Tuo pačiu metu didėja komponentas, kuris spaudžia stūmiklį prie kreiptuvų, padidindamas trinties jėgą tarp stūmiklio ir atramos, kuri neleidžia stūmikliui judėti.

V T = S’∙ω kietas

Tačiau padidėjus minimaliam spindulio perimetrui, padidėja visos konstrukcijos matmenys, svoris ir medžiagų sąnaudos. Todėl dinaminės sintezės uždavinys – nustatyti tokią r min reikšmę, kuriai esant judesio perdavimo kampas būtų ne mažesnis nei leistinas visose mechanizmo padėtyse, o matmenys būtų minimalūs.

Dinaminės sintezės uždavinio sprendimas atliktas grafiškai. Naudojama tokia technika (žr. 46b pav.): jei atkarpa OW perkeliama lygiagrečiai sau, sulygiuokite tašką W su tašku A ir nubrėžkite tiesę kampu.
γ į jį per antrąjį tašką O, tada jis eis per kumštelio sukimosi centrą (t. y. susidaro O-O linija, lygiagreti normaliam N-N ir einanti per kumštelio sukimosi centrą).

Norint nustatyti r min, sudaroma diagrama, kurioje išilgai y ašies nubraižomos stūmiklio poslinkių reikšmės ( Si) mechanizmo „p“ padėtyse pagal pateiktą judėjimo dėsnį. Iš kiekvieno pažymėto taško, lygiagrečiai abscisių ašiai, brėžiama šią padėtį atitinkančio greičių analogo reikšmė ( Si'). Poslinkiai ir greičių analogai turi būti vaizduojami toje pačioje skalėje (47 pav.).

47 pav

Greičio analogų segmentų galai yra sujungti lygia kreive, o liestinės brėžiamos į dešinę ir į kairę kampu γmin prie x ašies ( γmin- mažiausias leistinas judesio perdavimo kampas, kai nėra trukdymo). Šios dvi tiesios linijos atskiria leistiną kumštelio sukimosi centro pasirinkimo zoną (žemiau šiomis linijomis) nuo draudžiamos.

Kumštelio sukimosi centro pasirinkimas bet kuriame leistinos zonos taške užtikrina, kad nebūtų užstrigimo visose mechanizmo padėtyse. Norint užtikrinti minimalius matmenis, reikia pasirinkti kumštelio sukimosi centrą leistinos zonos ribose (arba su nedideliu nukrypimu nuo ribų, suteikiant tam tikrą perdavimo kampo ribą). Šis metodas taip pat leidžia racionaliausiai pasirinkti ekscentriškumą.

Projektuojant mechanizmą su svirties stūmikliu, dinaminės sintezės problemos sprendimo būdai yra panašūs. Tačiau šiuo atveju judesio perdavimo kampas matuojamas nuo atitinkamos svirties padėties. Todėl, nustatant leistiną zoną, norint pasirinkti kumštelio sukimosi centrą, spinduliai traukiami kampu
γ min kiekvienoje svirties padėtyje. Dėl to leistina zona nustatoma kelių sijų susikirtimo būdu (48 pav.).

48 pav

Projektuojant mechanizmą su svirties stūmikliu, nustatomas svirties sukimosi judėjimo dėsnis. Todėl bus žinomi kampinio judėjimo parametrai (svirties sukimosi kampas, kampinio greičio analogas, kampinio pagreičio analogas). Norint nustatyti greičių analogą, kuris nusėda nuo svirties galo kiekvienoje jo padėtyje, kampinio greičio analogą reikia padauginti iš svirties ilgio:

Mechanizmuose su plokščiu stūmikliu judesio perdavimo kampas nustatomas pagal kampą tarp stūmiklio plokštės ir paties stūmiklio (jo transliacinio judėjimo ašies). Todėl judesio perdavimo požiūriu naudingiausia šio kampo reikšmė yra 90 0 .

Stūmiklio gamybos ir mechanizmo surinkimo technologijos požiūriu taip pat pats naudingiausias yra kampas tarp stūmiklio ir jo plokštės, lygus 90 0. Todėl šis atvejis dažniausiai naudojamas praktikoje. Šiuo atveju visa jėga, veikianti iš kumštelio pusės į stūmiklį, visose mechanizmo padėtyse, yra varomoji jėga (nėra komponento, spaudžiančio stūmiklį prie kreiptuvų).

Taigi užstrigimo reiškinys tokio tipo mechanizmams nėra aktualus. Tačiau kumštelio profilis visuose taškuose turi būti išgaubtas (nes plokščias snapelis negali dirbti su įgaubtomis vietomis). Pasirodo, kuo didesnė mažiausio spindulio apskritimo reikšmė, tuo mažesnė profilio įgaubtų pjūvių susidarymo tikimybė. Todėl šiuo atveju išsprendžiama problema, panaši į dinaminės sintezės problemą - pasirinkite r min, kad profilyje nebūtų įgaubtų pjūvių, o matmenys būtų minimalūs (kitaip tariant, r min pasirenkama iš sąlygos kumštelio išgaubimo).

Darbo tikslai yra šie:

- atlikti kumštelio mechanizmo kinematinę analizę, kurią sudaro stūmiklio padėties, greičio ir pagreičio nustatymas priklausomai nuo kumštelio padėties;

– atlikti šio mechanizmo kinematinę sintezę, kurią sudaro kumštelio profilio sukūrimas pagal žinomą minimalų pastarojo spindulį ir stūmiklio judėjimo diagramą.

5.1. Pagrindinė informacija iš teorijos

Kumštelis yra kumštelio mechanizmo jungtis, kuri turi kintamą profilio kreivumą ir informuoja stūmiklį apie reikiamą judėjimo dėsnį. Kumštelio profilio ir fazinių kampų, taip pat judesio ir slėgio perdavimo kampų sąvokos pateiktos anksčiau laboratorinio darbo 4.1 skirsnyje „Kumštelių mechanizmų sintezė“.

Atliekant kinematinį tyrimą (analizę), atsižvelgiama į konkretų kumštelio mechanizmą. Tyrimo tikslas – nustatyti stūmiklio kinematinę charakteristiką įvairiose kumštelio padėtyse.

Paprasčiausias ir iliustratyviausias kinematikos tyrimo būdas kumštelinio mechanizmo su laipsniškai judančiu stūmikliu ir to paties mechanizmo su siūbuojančiu stūmikliu atveju yra metodas, pagrįstas pirmuoju nurodytu atveju eksperimentinės schemos „poslinkio“ sudarymu. laikas" () varomajai grandinei, po kurio seka jos grafinė integracija, kad būtų gautos diagramos "greitis - laikas" () ir "pagreitis - laikas" (), o antruoju atveju - eksperimentinė diagrama "sukimosi kampas - laikas" ( ψ = ψ( t)) panašiai sąsajai su vėlesne jo integracija, kad būtų galima rasti diagramas "kampinis greitis - laikas" (ω = ω( t)) ir „kampinis pagreitis – laikas“ (ε = ε( t)). Ant pav. 5.1. kaip pavyzdys, šios diagramos pateiktos laipsniškai judančiam stūmikliui.

Laboratoriniuose darbuose naudojamas kumštelio mechanizmas, realizuotas modelio pavidalu, kurio pagrindiniai elementai yra pagrindas ir ant jo sumontuotas stūmiklis ir kumštelis, ant kurio tvirtinamas diskas. Kad būtų užtikrinta galimybė sudaryti eksperimentinę diagramą (arba ψ = ψ( t)) ant disko yra skalė, sugraduota nuo 0 O iki 360 O, o ant stūmiklio arba ant pagrindo pritvirtintoje plokštelėje yra skalė su padalomis milimetrais arba laipsniais.

Paprastai kumštelio mechanizme kumštelis juda tolygiai. Šiuo atveju laikas t kumštelio judėjimas proporcingas jo sukimosi kampui φ. Todėl diagramos ir ψ = ψ( t) yra diagramos (φ) ir ψ = ψ(φ).

Laiko skalė diagramose nustatoma remiantis toliau pateikta informacija.

1) Darbinis kumštelio kampas atitinka pjūvio ilgį l diagramoje (5.1 pav.). Vadinasi,

kur L yra diagramos segmento ilgis, atitinkantis vieną kumštelio apsisukimą.

2) Vieno apsisukimo laikas

kur P- kumštelio apsisukimų skaičius per minutę.

Tada laiko skalė yra

Kumštelinio mechanizmo su laipsniškai judančiu stūmikliu atveju poslinkio diagramos, greičio ir pagreičio skalės apskaičiuojamos naudojant žinomas formules:

kur H 1 ir H 2 – polių atstumai, mm; s– tikrasis poslinkis, m; s diagrama – dydis diagramoje, mm.

Kumštelinio mechanizmo su siūbuojamu stūmikliu atveju sukimosi kampo diagramų skalės ψ = ψ( t), kampinis greitis ir kampinis pagreitis ε = ε( t) stūmiklio yra nustatomi pagal formules:

Formulėje (5.7) ψ yra tikrasis sukimosi kampas, rad., ψ diagr yra dydis diagramoje, mm.

Kinematinės diagramos, sudarytos pagal tai, kas išdėstyta aukščiau, yra kumštelio mechanizmo kinematinės sintezės pagrindas. Šios sintezės įgyvendinimo ypatumai išdėstyti disciplinos paskaitų kurse.

5.2. Darbo tvarka

1. Lėtai sukdami kumštelį, nustatykite momentą, kada stūmikas pradeda kilti, ir momentą, kada jis baigiasi. Disko skalėje, standžiai sujungtoje su kumšteliu, nustatykite sukimosi kampą φ y. Panašiai nustatykite kampą φ c. Kiekvienas kampas φ y ir φ padalintas į keletą ( n) lygiomis dalimis (pavyzdžiui, šešios).

2. Kumštelio pasukimas per kampus φ i, išmatuokite stūmiklio poslinkį s i milimetrais arba ψ i laipsniais nuo varomosios jungties skalės arba pagal kumštelio mechanizmo modelį, pirmiausia nuėmimo, o paskui grąžinimo skyriuje. Surinkite gautus duomenis į lentelę.

3. Pagal lentelę nubraižykite grafiką (arba ), kuris kartu yra ir grafikas (arba ).

4. Naudodami grafinio diferencijavimo metodą, sudarykite grafikus ir (arba ir )

5. Pagal (5.3) ... (5.9) formules nustatykite laiko, kelio, greičio ir pagreičio skales.

6. Atlikti mechanizmo sintezę. Sukurkite kumštelio mechanizmo kinematinę schemą pagal jos tyrimo metu gautus matmenis. Reikalingas minimalaus kameros spindulio konstrukcijai r 0, ekscentriškumas e, atstumas tarp ašių O ir AT atitinkamai kumštelio ir stūmiklio sukimasis, taip pat ilgis AB stūmiklio svirties svirties išmatuotos pagal mechanizmo modelį.

7. Parodykite visus kumštelio fazių ir profilio kampus.

8. Vienoje iš tarpinių kumštelio padėčių parodykite stūmiklį, judantį atbuline eiga, ir šiai padėčiai nustatykite kumštelio mechanizmo judesio perdavimo kampą γ ir slėgio kampą α.

9. Parengti ataskaitą.

5.3. Klausimai savikontrolei

1. Kurie kumštelio kampai vadinami profiliais, o kurie – faziniais? Kuo jie skiriasi?

2. Kaip atliekamas grafinis diferencijavimas?

3. Kaip apskaičiuoti diagramos mastelius?

4. Kokia yra judesio apvertimo metodo esmė?

5. Kaip sukurti kumštelio profilį kumšteliniuose mechanizmuose su palaipsniui judančiais ir svyruojančiais stūmikliais?

6. Kas vadinama slėgio kampu ir judesio perdavimo kampu?

7. Kaip slėgio kampas veikia kumštelio mechanizmo veikimą?

8. Parodykite slėgio ir perdavimo kampus bet kuriame kumštelio profilio taške.

3.3. Kumštelinių mechanizmų fazės. Faziniai ir projektiniai kampai

Kumšteliniai mechanizmai gali įgyvendinti beveik bet kokio sudėtingumo judėjimo dėsnius išvesties jungtyje. Bet bet kurį judėjimo dėsnį galima pavaizduoti šių fazių deriniu:

1. Pašalinimo fazė. Išvesties jungties (sekiklio arba svirties) perkėlimo procesas, kai kumštelio ir sekiklio kontaktinis taškas nutolsta nuo kumštelio sukimosi centro.

2. Grąžinimo fazė (aproksimacija). Išvesties jungties judėjimo procesas, kai kumštelio ir sekiklio sąlyčio taškas artėja prie kumštelio sukimosi centro.

3. Ekspozicijos fazės. Situacija, kai su besisukančiu kumšteliu kumštelio ir stūmiklio sąlyčio taškas yra nejudantis. Tuo pačiu jie išskiria artima buvimo fazė– kai kontaktinis taškas yra arčiausiai kumštelio centro, ilgo nuotolio fazė– kai sąlyčio taškas yra tolimiausioje padėtyje nuo kumštelio centro ir tarpinės buvimo fazės. Laikymo fazės įvyksta, kai sąlyčio taškas juda išilgai kameros profilio, kuris yra apskritimo lankas, nubrėžtas iš kumštelio sukimosi centro.

Aukščiau pateikta fazių klasifikacija pirmiausia susijusi su padėties mechanizmais.

Kiekvienas darbo etapas atitinka savo mechanizmo fazės kampą ir kumštelio projektinį kampą.

Fazės kampas yra kampas, per kurį kumštelis turi pasisukti, kad užbaigtų atitinkamą veikimo fazę. Šie kampai žymimi raide  su indeksu, nurodančiu fazės tipą, pavyzdžiui,  Y yra fazės pašalinimo kampas,  D yra fazės kampas toli,  B yra fazės grįžimo kampas,  B yra fazės kampas artimo buvimo vietai.

Projektiniai kumštelio kampai nustato jo profilį. Jie žymimi raide  su tais pačiais indeksais. Ant pav. 3.2a pavaizduoti šie kampai. Juos riboja spinduliai, nukreipti nuo kumštelio sukimosi centro iki centrinio profilio taškų, kur kumštelio profilis keičiasi pereinant iš vienos fazės į kitą.

Iš pirmo žvilgsnio gali atrodyti, kad fazės ir projektavimo kampai yra vienodi. Parodykime, kad taip būna ne visada. Norėdami tai padaryti, atliekame konstrukciją, parodytą fig. 3.2b. Čia mechanizmas su stūmikliu, jei jis turi ekscentriškumą, nustatomas į padėtį, atitinkančią pašalinimo fazės pradžią; į- kumštelio ir stūmiklio sąlyčio taškas. Taškas į“ yra taško padėtis į, atitinkantis pašalinimo fazės pabaigą. Iš konstrukcijos matyti, kad tam, kad taškas į užėmė poziciją į kumštelis turi suktis kampu  Y, kuris nėra lygus  Y, bet skiriasi kampu e, vadinamu ekscentriškumo kampu. Mechanizmui su stūmikliu galima parašyti tokius ryšius:

 Y \u003d  Y + e,  B \u003d  B - e,

 D =  D,  B =  B

3.4. Išvesties jungties judėjimo dėsnio pasirinkimas

Išėjimo jungties judėjimo dėsnio pasirinkimo būdas priklauso nuo mechanizmo paskirties. Kaip jau minėta, pagal paskirtį kumštelių mechanizmai skirstomi į dvi kategorijas: padėties ir funkcinius.

3.4.1. Padėties mechanizmai

Aiškumo dėlei panagrinėkime paprasčiausią dviejų padėčių mechanizmo atvejį, kuris tiesiog „perkelia“ išvesties nuorodą iš vienos kraštutinės padėties į kitą ir atgal.

Ant pav. 3.3 parodytas judėjimo dėsnis - tokio mechanizmo stūmiklio judėjimo grafikas, kai visą darbo procesą vaizduoja keturių vazų derinys: pašalinimas, tolimas poilsis, grįžimas ir artimas poilsis. Čia  yra kumštelio sukimosi kampas, o atitinkami fazių kampai žymimi:  y,  d,  c,  b. Išėjimo jungties poslinkis brėžiamas išilgai ordinačių ašies: mechanizmams su svirtimi tai yra  - jo sukimosi kampas, mechanizmams su stūmikliu S - stūmiklio poslinkis.

Šiuo atveju judėjimo dėsnio pasirinkimas susideda iš išvesties jungties judėjimo pobūdžio pašalinimo ir grąžinimo fazėse nustatymo. Ant pav. 3.3 šioms atkarpoms yra parodyta tam tikra kreivė, tačiau būtent šią kreivę reikia nustatyti. Kokie kriterijai yra nustatyti kaip šios problemos sprendimo pagrindas?

Eikime iš priešingos pusės. Pabandykime tai padaryti „paprastai“. Nustatykime tiesinį poslinkio dėsnį pašalinimo ir grąžinimo srityse. Ant pav. 3.4 parodo, prie ko tai prives. Funkciją () arba S() diferencijuodami du kartus, gauname, kad teoriškai begalinė, t.y. nenuspėjami pagreičiai ir atitinkamai inercinės apkrovos. Šis nepriimtinas reiškinys vadinamas kietosios fazės šoku.

Norint to išvengti, judėjimo dėsnis pasirenkamas remiantis išvesties jungties pagreičio grafiku. Ant pav. 3.5 yra pavyzdys. Atsižvelgiant į norimą pagreičio grafiko formą ir jos integraciją, randamos greičio ir poslinkio funkcijos.

Išėjimo grandies pagreičio priklausomybė pašalinimo ir grąžinimo fazėse dažniausiai pasirenkama be smūgio, t.y. kaip nuolatinė funkcija be pagreičio šuolių. Tačiau kartais mažo greičio mechanizmams, siekiant sumažinti matmenis, šis reiškinys yra leidžiamas švelnus smūgis, kai pagreičio grafike stebimi šuoliai, bet baigtiniu, nuspėjamu dydžiu.

Ant pav. 3.6 pateikiami dažniausiai naudojamų pagreičio kitimo dėsnių tipų pavyzdžiai. Funkcijos rodomos ištrynimo fazei, jos panašios grįžimo fazėje, bet atspindinčios. Ant pav. 3.6 pateikiami simetriški dėsniai, kai  1 =  2 ir kreivių pobūdis šiose atkarpose yra vienodas. Jei reikia, taikomi ir asimetriniai dėsniai, kai  1   2 arba kreivių pobūdis šiose atkarpose skiriasi, arba abu.

Konkretaus tipo pasirinkimas priklauso nuo mechanizmo veikimo sąlygų, pavyzdžiui, 3.6d dėsnis naudojamas, kai išėmimo (grįžimo) fazėje reikia atkarpos su pastoviu išėjimo jungties greičiu.

Paprastai pagreičio dėsnių funkcijos turi analitines išraiškas, ypač 3.6, a, e - sinusoidės atkarpos, 3.6, b, c, g - tiesių atkarpos, 3.6, e - kosinuso banga, todėl jų integravimas siekiant greičio ir judėjimo nėra sudėtingas. Tačiau pagreičio amplitudės reikšmės nėra iš anksto žinomos, tačiau žinoma išėjimo jungties poslinkio vertė pašalinimo ir grąžinimo fazių metu. Panagrinėkime, kaip rasti pagreičio amplitudę ir visas funkcijas, apibūdinančias išvesties jungties judėjimą.

Esant pastoviam kumštelio sukimosi kampiniam greičiui, kai jo sukimosi kampas ir laikas yra susiję su išraiška  =  t funkcijos gali būti vertinamos ir pagal laiką, ir į sukimosi kampą. Mes juos apsvarstysime laiku ir atsižvelgiant į mechanizmą su svirtimi.

Pradiniame etape nustatome pagreičio grafiko formą normalizuotos, tai yra su vieneto amplitudės, funkcijos *( t). Dėl priklausomybės pav. 3.6a tai bus *( t) = sin(2 t/T), kur Т yra laikas, per kurį mechanizmas praeina per pašalinimo arba grąžinimo fazę. Tikras išvesties jungties pagreitis:

 2 (t) =  m *(t), (3.1)

kur  m yra šiuo metu nežinoma amplitudė.

Integruodami išraišką (3.1) du kartus, gauname:

Integravimas atliekamas su pradinėmis sąlygomis: pašalinimo fazei  2 ( t) = 0,  2 ( t) = 0; grįžimo fazei  2 ( t) = 0,  2 ( t) =  m . Žinomas reikalingas didžiausias išėjimo jungties poslinkis  m, todėl pagreičio amplitudė

Kiekviena funkcijų reikšmė  2 ( t),  2 ( t),  2 (t) gali būti priskirtos reikšmėms  2 (),  2 (),  2 (), kurios naudojamos projektuojant mechanizmą, kaip aprašyta toliau.

Pažymėtina, kad yra ir kita priežastis, dėl kurios kumšteliniuose mechanizmuose atsiranda smūgių, susijusių su jų darbo dinamika. Kumštelė taip pat gali būti suprojektuota taip, kad ji būtų be smūgio ta prasme, kurią įtraukėme į šią koncepciją aukščiau. Tačiau esant dideliam greičiui, mechanizmų su maitinimo grandine stūmiklis (svirtis) gali būti atskirtas nuo kumštelio. Po kurio laiko uždarymo jėga atkuria kontaktą, tačiau šis atstatymas įvyksta smūgiu. Tokie reiškiniai gali atsirasti, pavyzdžiui, kai grąžinimo fazė nustatyta per maža. Tada kumštelio profilis šioje fazėje yra kietas, o ilgo atstumo fazės pabaigoje uždarymo jėga nespėja palaikyti kontakto ir stūmiklis tarsi nulaužia kumštelio profilį toli. pabaigoje ir netgi gali iškart atsitrenkti į kurį nors kumštelio tašką artimiausiame gale. Teigiamiems fiksavimo mechanizmams volas juda išilgai kumštelio griovelio. Kadangi tarp ritinėlio ir griovelio sienelių būtinai yra tarpas, volas darbo metu atsitrenkia į sienas, šių smūgių intensyvumas taip pat didėja didėjant kumštelio sukimosi greičiui. Norint ištirti šiuos reiškinius, būtina sudaryti matematinį viso mechanizmo modelį, tačiau šie klausimai nepatenka į šio kurso taikymo sritį.

Kameros dizainas

Santrauka: Kumšteliniai mechanizmai. Tikslas ir apimtis. Kumštelinio mechanizmo stūmiklio judėjimo dėsnio pasirinkimas. Kumštelinių mechanizmų klasifikacija. Pagrindiniai parametrai. Geometrinis greičio analogo aiškinimas. Slėgio kampo įtaka kumštelio mechanizmo veikimui. Kumštelinio mechanizmo sintezė. Sintezės etapai. Volo spindulio parinkimas (stūmiklio darbinės dalies apvalinimas).

Kumšteliniai mechanizmai

Daugelio mašinų darbo procesas reikalauja, kad jų sudėtyje būtų mechanizmų, kurių išėjimo jungčių judėjimas turi būti vykdomas griežtai pagal tam tikrą įstatymą ir derinamas su kitų mechanizmų judėjimu. Paprasčiausi, patikimiausi ir kompaktiškiausi tokiai užduočiai atlikti yra kumštelių mechanizmai.

Kulachkovas vadinamas trijų grandžių mechanizmas su aukštesne kinematine pora, kurios įvesties grandis vadinama kumštelis, ir išvestis stūmikas(arba rokeris).

kumštelis vadinama grandimi, kuriai priklauso aukštesnės kinematinės poros elementas, pagamintas kintamo kreivumo paviršiaus pavidalu.

Vadinama tiesia linija judanti išvesties grandis stūmikas, ir besisukantis (siūbuojantis) - rokeris.

Dažnai, norint pakeisti slydimo trintį riedėjimo trintimi aukščiausioje poroje ir sumažinti tiek kumštelio, tiek stūmiklio susidėvėjimą, mechanizmo schemoje įtraukiama papildoma jungtis - volelis ir sukimosi kinematinė pora. Šios kinematinės poros mobilumas nekeičia mechanizmo perdavimo funkcijų ir yra vietinis mobilumas.

Jie teoriškai tiksliai atkuria išvesties jungties - stūmiklio judėjimą. Stūmiklio judėjimo dėsnį, kurį suteikia perdavimo funkcija, lemia kumštelio profilis ir yra pagrindinė kumštelio mechanizmo charakteristika, nuo kurios priklauso jo funkcinės savybės, taip pat dinaminės ir vibracinės savybės. Kumštelinio mechanizmo projektavimas yra padalintas į keletą etapų: stūmiklio judėjimo dėsnio priskyrimas, blokinės schemos parinkimas, pagrindinių ir bendrųjų matmenų nustatymas, kumštelio profilio koordinačių apskaičiavimas. .

Tikslas ir apimtis

Kumšteliniai mechanizmai skirti kumštelio sukimosi arba transliacijos judesiui paversti stūmiklio stūmoklio sukamuoju arba slenkamuoju judesiu. Svarbus kumštelių mechanizmų privalumas yra galimybė užtikrinti tikslius išvesties jungties stabdžius. Šis pranašumas lėmė platų jų pritaikymą paprasčiausiuose cikliniuose automatiniuose įrenginiuose ir mechaniniuose skaičiavimo įrenginiuose (aritmometruose, kalendoriniuose mechanizmuose). Kumštelinius mechanizmus galima suskirstyti į dvi grupes. Pirmojo mechanizmai užtikrina stūmiklio judėjimą pagal tam tikrą judėjimo dėsnį. Antrosios grupės mechanizmai suteikia tik nurodytą maksimalų išėjimo jungties poslinkį - stūmiklio eigą. Šiuo atveju dėsnis, pagal kurį atliekamas šis judėjimas, parenkamas iš tipiškų judėjimo dėsnių, atsižvelgiant į veikimo sąlygas ir gamybos technologiją.

Kumštelinio mechanizmo stūmiklio judėjimo dėsnio pasirinkimas

Stūmiklio judėjimo dėsnis vadinama stūmiklio poslinkio funkcija (tiesine arba kampine), taip pat viena iš jos išvestinių, paimta laike arba apibendrinta koordinate – pirmaujančios grandies – kumštelio – poslinkiu. Projektuojant kumštelio mechanizmą dinaminiu požiūriu, patartina vadovautis stūmiklio pagreičio kitimo dėsniu, nes būtent pagreičiai lemia inercijos jėgas, atsirandančias veikiant mechanizmui.

Yra trys judėjimo dėsnių grupės, kurioms būdingos šios savybės:

1. stūmiklio judėjimą lydi stiprūs smūgiai,

2. stūmiklio judėjimą lydi švelnūs smūgiai,

3. Stūmiklio judėjimas vyksta be smūgio.

Labai dažnai, atsižvelgiant į gamybos sąlygas, reikia judinti stūmiklį pastoviu greičiu. Taikant tokį stūmiklio judėjimo dėsnį staigaus greičio pasikeitimo vietoje pagreitis teoriškai siekia begalybę, o dinaminės apkrovos taip pat turi būti be galo didelės. Praktiškai dėl jungčių elastingumo negaunama be galo didelė dinaminė apkrova, tačiau jos dydis vis tiek yra labai didelis. Tokie smūgiai vadinami „sunkiais“ ir yra leistini tik mažo greičio mechanizmuose ir esant nedideliam stūmiklio svoriui.

Minkštus smūgius lydi kumštelio mechanizmo veikimas, jei greičio funkcija nenutrūksta, tačiau stūmiklio pagreičio funkcija (arba pagreičio analogas) nutrūksta. Momentinis pagreičio pokytis baigtiniu dydžiu sukelia staigų dinaminių jėgų pokytį, kuris pasireiškia ir smūgio pavidalu. Tačiau šie išpuoliai yra mažiau pavojingi.

Kumštelinis mechanizmas veikia sklandžiai, be smūgių, jei stūmiklio greičio ir pagreičio funkcijos nenutrūksta, keičiasi sklandžiai ir su sąlyga, kad greičiai ir pagreičiai judesio pradžioje ir pabaigoje yra lygūs nuliui.

Stūmiklio judėjimo dėsnis gali būti pateiktas tiek analitine forma - lygties forma, tiek grafine forma - diagramos pavidalu. Kursinio projekto užduotyse randami šie stūmimo ritinėlio centro pagreičių analogų kitimo dėsniai, pateikti diagramų pavidalu:

Tolygiai pagreitintas stūmiklio pagreičio analogo kitimo dėsnis, esant tolygiai pagreitintam stūmiklio judėjimo dėsniui, suprojektuotas kumštelio mechanizmas patirs minkštus smūgius kiekvieno intervalo pradžioje ir pabaigoje.

Trikampis pagreičio analogo kitimo dėsnis užtikrina besmūginį kumštelio mechanizmo veikimą.

Pagreičio analogo trapecijos kitimo dėsnis taip pat užtikrina mechanizmo veikimą be smūgių.

Sinusoidinis pagreičio analogo kitimo dėsnis. Suteikia didžiausią judėjimo sklandumą (būdinga tai, kad sklandžiai keičiasi ne tik greitis ir pagreitis, bet ir aukštesnės eilės dariniai). Tačiau šiam judėjimo dėsniui didžiausias pagreitis esant vienodiems fazių kampams ir stūmiklio eigai yra didesnis nei esant tolygiai pagreitintam ir trapecijos formos pagreičių analogų kitimo dėsniams. Šio judėjimo dėsnio trūkumas yra tas, kad greičio didėjimas kilimo pradžioje, taigi ir pats kilimas yra lėtas.

Pagreičio analogo kosinusoidinis kitimo dėsnis sukelia minkštus smūgius stūmiklio eigos pradžioje ir pabaigoje. Tačiau taikant kosinuso dėsnį, eigos pradžioje greitis sparčiai didėja, o pabaigoje – sparčiai mažėja, o tai pageidautina, kai veikia daug kumštelių mechanizmų.

Dinaminių apkrovų požiūriu pageidautini bešokių dėsniai. Tačiau kumšteliai su tokiais judėjimo dėsniais yra technologiškai sudėtingesni, nes jiems reikia tikslesnės ir sudėtingesnės įrangos, todėl jų gamyba yra daug brangesnė. Įstatymai su stipriais smūgiais taikomi labai ribotai ir naudojami nekritiniuose mechanizmuose esant mažam greičiui ir mažam patvarumui. Kumštelius su besmūgiais įstatymais patartina naudoti mechanizmuose su dideliu judėjimo greičiu, kuriems keliami griežti tikslumo ir ilgaamžiškumo reikalavimai. Labiausiai paplitę yra judėjimo su švelniais smūgiais dėsniai, kurių pagalba galima racionaliai derinti gamybos sąnaudas ir mechanizmo eksploatacines charakteristikas.