- •Введение
- •Требования к оформлению курсового проекта
- •Оформление графической части
- •Оформление расчетно-пояснительной записки
- •Общие требования
- •Нумерация страниц рпз
- •Иллюстрации
- •Формулы и уравнения
- •Единицы физических величин
- •Графическая часть курсового проекта
- •Динамический синтез механизма (лист 1 графической части)
- •Динамический анализ (силовой расчет) рычажного механизма (лист 2 графической части)
- •Синтез кулачкового механизма (лист 3 графической части)
- •Исходные данные для структурного, кинематического и силового анализа плоского рычажного механизма
- •Спроектировать плоский рычажный механизм (рисунок 2.2.1, таблица 1)
- •Спроектировать плоский рычажный механизм (рисунок 2.2, таблица 2)
- •Спроектировать плоский рычажный механизм (рисунок 2.3, таблица 3)
- •Спроектировать плоский рычажный механизм (рисунок 2.4, таблица 4)
- •Спроектировать плоский рычажный механизм (рисунок 2.5, таблица 5)
- •Спроектировать плоский рычажный механизм (рисунок 2.6, таблица 6)
- •Спроектировать плоский рычажный механизм (рисунок 2.7, таблица 7)
- •Спроектировать плоский рычажный механизм (рисунок 2.8, таблица 8)
- •Спроектировать плоский рычажный механизм (рисунок 2.9, таблица 9)
- •Спроектировать плоский рычажный механизм (рисунок 2.10, таблица 10)
- •Спроектировать плоский рычажный механизм (рисунок 2.11, таблица 11)
- •Спроектировать плоский рычажный механизм (рисунок 2.12, таблица 12)
- •Спроектировать плоский рычажный механизм (рисунок 2.13, таблица 13)
- •Спроектировать плоский рычажный механизм (рисунок 2.14, таблица 14)
- •Спроектировать плоский рычажный механизм (рисунок 2.15, таблица 15)
- •Спроектировать плоский рычажный механизм (рисунок 2.16, таблица 16)
- •Спроектировать плоский рычажный механизм (рисунок 2.17, таблица 17)
- •Спроектировать плоский рычажный механизм (рисунок 2.18, таблица 18)
- •Спроектировать плоский рычажный механизм (рисунок 2.19, таблица 19)
- •Спроектировать плоский рычажный механизм (рисунок 2.20, таблица 20)
- •Спроектировать плоский рычажный механизм (рисунок 2.21, таблица 21)
- •Спроектировать плоский рычажный механизм (рисунок 2.22, таблица 22)
- •Структура механизмов
- •Основные понятия и определения в теории механизмов и машин
- •Классификация кинематических пар
- •Структура и кинематика плоских механизмов
- •Структурная формула кинематической цепи общего вида
- •Структурная формула плоских механизмов
- •Пассивные связи и лишние степени свободы
- •Замена в плоских механизмах высших кинематических пар низшими
- •Классификация плоских механизмов
- •Структурные группы пространственных механизмов
- •Анализ механизмов
- •Кинематический анализ механизмов
- •Графическое определение положений звеньев механизма и построение траектории
- •Определение скоростей и ускорений точек звеньев методом планов
- •Свойство планов скоростей
- •Построение плана скоростей и ускорений кулисного механизма
- •Силовой анализ механизмов
- •Условие статической определимости кинематических цепей
- •Силы, действующие на звенья механизма
- •Силы инерции звена, совершающего возвратно-поступательное движение
- •Силы инерции звена, совершающего вращательное движение вокруг неподвижной оси
- •Силы инерции звена, совершающего плоское движение
- •Определение реакций в кинематических парах групп Ассура
- •Силовой расчет начального звена
- •Движение машин и механизмов под действием приложенных сил
- •Характеристика сил, действующих на звенья механизма
- •Приведение сил и масс в плоских механизмах
- •Методы интегрирования уравнения движения машинного агрегата
- •Регулирование неравномерности движения машин и механизмов
- •Метод н.И. Мерцалова (приближенный метод)
- •Метод б.М. Гутьяра (точный метод)
- •Определение момента инерции маховика (метод ф. Виттенбауэра)
- •Синтез механизмов
- •Синтез четырехзвенных механизмов с низшими парами
- •Постановка задачи синтеза передаточного шарнирного четырехзвенника
- •Вычисление трех параметров синтеза
- •Коэффициент изменения средней скорости выходного звена механизма
- •Синтез шарнирного четырехзвенника по коэффициенту увеличения средней скорости коромысла
- •Синтез направляющих механизмов и мальтийских механизмов
- •Точные направляющие механизмы
- •Методы синтеза приближенных направляющих механизмов
- •Механизмы Чебышева
- •Теорема Робертса
- •Мальтийские механизмы
- •Кулачковые механизмы
- •Виды кулачковых механизмов
- •Проектирование кулачковых механизмов
- •Пример выполнения курсового проекта по теме «Проектирование и исследование механизма строгального станка»
- •3Адание
- •Динамический синтез рычажного механизма (лист 1 графической части)
- •Построение схемы механизма
- •Построение повернутых планов скоростей
- •Приведение внешних сил
- •Определение работы приведенного момента.
- •Определение величины работы движущего момента
- •Определение приращения кинетической энергии
- •Определение приведенного момента инерции
- •Определение момента инерции маховика.
- •Динамический анализ рычажного механизма (лист 2 графической части)
- •Определение углового ускорения кривошипа
- •Построение планов скоростей и ускорений
- •Определение сил инерции
- •Структурный анализ
- •Синтез кулачкового механизма (лист 3 графической части)
- •Кинематические диаграммы толкателя
- •Начальный радиус кулачка
- •Углы давления
- •Заключение
- •Библиографический список
- •Приложение а
- •Курсовой проект
- •394026 Воронеж, Московский просп., 14
Мальтийские механизмы
В некоторых случаях требуется обеспечить движение выходного звена в одном направлении с периодически повторяющимися выстоями. Механизмы, обеспечивающие одностороннее прерывистое движение выходного звена, называются шаговыми механизмами.
Пусть 1 – угол поворота выходного звена шагового механизма между двумя выстоями, t1 и t2 – время движения и покоя выходного звена. Т=t1+t2 – время цикла, через которое повторяются одинаковые фазы движения механизма.
Один и тот же механизм может обеспечить разные величины перечисленных параметров за один оборот входного звена. Если время Т цикла и время t1 для механизма единственны, то механизм можно охарактеризовать коэффициентом движения
= t1/Т.
Типичный график движения выходного звена шагового механизма показан на рисунке 5.10.
Наиболее простым из шаговых механизмов является мальтийский механизм (рисунок 5.11), являющийся частным случаем кулисного механизма.
Звено 1 (кривошип) имеет один ролик 3, который входит в прорезь звена 2, называемого крестом, и поворачивает его на угол
,
где z – число вырезов.
Тогда угол покоя
.
Рисунок 5.97
Рисунок 5.98
По определению коэффициент движения
.
Поскольку для любых мальтийских крестов 3 z 24, пределы изменения коэффициента движения равны:
У мальтийских механизмов с внутренним зацеплением (рисунок 5.12) не может быть более одного ролика, в то время как у механизмов с внешним зацеплением может быть несколько роликов на кривошипе.
Рисунок 5.99
Пусть число вырезов z фиксировано и пусть m – число роликов. Число m должно удовлетворять условию 1 m m0, где число m0 определяется из условия, что каждый ролик должен входить в зацепление с крестом только после выхода из зацепления остальных роликов. В противном случае механизм будет заклинен. Для этого достаточно, чтобы угол движения 1 был меньше углового шага роликов (1< называется углом движения). Здесь z – число прорезей в кресте. За время поворота креста на угол 1, кривошип поворачивается на угол.
,
т.к. угол О1АО2 в мальтийских механизмах всегда равен /2.
После поворота на угол 1 крест остается в покое до тех пор, пока ролик не попадет в следующую прорезь креста.
За время покоя t2 креста кривошип поворачивается на угол
.
В состоянии покоя крест фиксируется двумя замыкающими дугами и окружностей.
Если кривошип вращается равномерно со скоростью , то
.
Отсюда видно, что движение креста внутри цикла, то есть коэффициент движения , определяется однозначно числом пазов z. Поэтому мальтийские механизмы могут воспроизводить только простейшие графики движения, типа указанного на рисунке 5.10.
Поскольку > 0 и z – целое число, минимальное число пазов креста равно трем. Пределы изменения коэффициента движения равны:
В действительности же число z трудно сделать более 24 и поэтому
.
Для рассмотренного мальтийского механизма всегда выполняется условие t1<t2. Для получения времени движения больше времени покоя, то есть t1>t2, используются мальтийские механизмы с внутренним зацеплением (рисунок 5.12), в которых кривошип и крест движутся в одном направлении. При переходе ролика из одной прорези в другую крест фиксируется замыкающими дугами окружностей и . Для такого механизма угол движения определяется из условия
,
откуда
или
.
Тогда
.
Отсюда
.
Поскольку m и z числа целые, получается:
при z = 3, m0 = 6 и m=5;
при z = 4, m0 = 4 и m =3;
при z = 5, m0 = 10/3 и m=3;
при z 6, m0 3 и m = 2.
Коэффициент движения мальтийского механизма с внешним зацеплением можно увеличивать, увеличивая число роликов m. При этом если 2 неизменно, то с увеличением m угол движения 1 и угол 1 не изменяются, а угол покоя 2 уменьшается, так как теперь цикл движения совершается не за один оборот кривошипа, а за время поворота на угол = 2/m.
При равномерном вращении кривошипа с m роликами мальтийский механизм внешнего зацепления имеет коэффициент движения
,
который больше в m раз коэффициента движения механизма с одним роликом.
Из изложенного следует, что синтез мальтийских механизмов состоит в подборе величин z и m для механизмов с внешним зацеплением и величины z для механизмов с внутренним зацеплением, при которых обеспечивается заданный коэффициент движения .
В тех случаях, когда рабочий процесс совершается при неподвижном кресте, время движения t1, а значит и коэффициент движения стремятся уменьшить. Если число пазов уменьшить нельзя, то уменьшение достигается увеличением скорости кривошипа на стадии движения и уменьшением ее на стадии покоя. Этого можно достигнуть зубчатым механизмом с переменным передаточным отклонением или другим каким-либо способом, например установкой ролика на шатуне шарнирного четырехзвенника, у которого шатунная кривая такова, что время движения ролика в контакте с вырезом больше времени движения ролика вне выреза. В некоторых случаях для этих же целей вырезы в кресте делают криволинейными, что превращает мальтийский механизм в кулачковый и позволяет получить почти любой закон движения креста. Однако при этом теряется главное достоинство мальтийских механизмов – простота изготовления.
Рассмотренные выше мальтийские механизмы имеют два существенных недостатка: малый диапазон значений коэффициента движения и мягкие удары, сопровождающие вход ролика в прорезь и выход ролика из прорези. Дело в том, что при входе ролика в прорезь и при выходе ролика из прорези скорость ролика относительно креста равна нулю, если направления скорости центра ролика и ось прорези совпадают, но ускорение ролика не равно нулю. Поэтому ускорение креста меняется скачком, что является причиной мягких ударов. Мягкие удары нежелательны потому, что они порождают ненужные колебания в механизме.