22 Условие существования кривошипа

Одной из основных задач проектирования рычажных механизмов является определение наличия в них кривошипа, т.е. звена, совершающего полное вра­щательное движение. Наличие такого звена необходимо, если требуется обес­печить преобразование вращательного движения в возвратно-поступательное или колебательное или наоборот, преобразование возвратно-поступательного или колебательного движения во вращательное. В технологических машинах при выполнении условия проворачиваемое™ становится возможным приведе­ние их в движение от электродвигателя.

23. Проектирование механизма по заданным положениям звеньев

Задано два положения шатуна. Рассмотрим графический метод проекти­рования на примере шарнирного четырёхзвенника (рис. 4.4, а). Заданы два по­ложения шатуна В,С, и В₂С₂, требуется определить положение точек А и D - центров вращения звеньев, входящих в кинематические пары со стойкой.

Точки B_t и В₂ должны располагаться на окружности с центром в точке А, а точки С, и С₂ - на окружности с центром в точке D. Через две точки можно провести бесчисленное множество окружностей. Геометрическим местом этих окружностей является прямая 1 — 1, перпендикулярная отрезку В_х В₇ и прохо­дящая через середину п этого отрезка. Точку А можно поместить в любой точ­ке прямой 1 -1. Аналогично точка D может быть выбрана в любом месте пря­мой 2-2 перпендикулярной отрезку С,С₂ и проходящей через его середину т. Таким образом, для указанного задания можно построить бесчисленное множество механизмов, удовлетворяющих заданным условиям.

Дополнительные ограничения могут быть наложены, если например поста­вить условие, чтобы механизм был двухкривошипный или кривошипно- коромысловый и т.д. Если требуется, чтобы одна из точек звена ВС, например, точка С перемещалась по неподвижной прямой qq, то центр D окружности должен находиться в бесконечности, вращательная пара D переходит в посту­пательную пару (рис. 4.4, б) и мы получаем кривошипно-ползунный механизм.

Можно потребовать, чтобы при заданном перемещении шатуна ВС углы поворота звеньев АВ и DC были также заданными, например, чтобы угол по­ворота звена АВ равнялся <р, а угол поворота звена DC равнялся ц/ (рис. 4.4, в). Тогда соединив точки 5, и б, прямой и отложив при точках 5, и /?, углы, равные 90° -<р/ 2, получим, что точка А пересечения прямых В fa и В₂Ь₂ опре­делит положение оси А вращения звена АВ. Точно также, если соединить точ­ки С, и С₂, при этих точках отложить углы 90° -ср/2, то точка D пересечения прямых С,с, и С₂с₂ определит положение оси вращения D звена DC.

Задано три положения шатуна. Пусть требуется построить шарнирный четырехзвенник, если заданы три положения шатуна ВС: Д,С,, В₂С₂, В_гС, (рис. 4.5). Задача сводится к нахождению центра окружности, проходящей че­рез три заданные точки, и имеет только одно решение. Соединим точки /?, и В₇ прямой и в середине отрезка B_tB₂ восстановим перпендикуляр л,— л,. Далее соединим точки В₂ и 5₃, и в середине отрезка В_гВ₃ восстановим перпендику- ияр л₂ -л₂. Положение центра А получится на пересечении перпендикуляров - л, и л₂ - л₂. Аналогично определяется и положение центра D.

Задано три положения коромысла. Пусть, например, задано три положе­ния коромысла DC, DC₂ и £>С₃ (рис. 4.6). В этом случае задаются тремя произ­вольными положениями шатуна ВС относительно коромысла: С, Д, С_гВ₂, СД и углами передачи у,, у_г, образуемыми шатуном и коромыслом, удовлетво­ряющим условию /_]=}'₂=у_г=у„_ш.Теперь будут определены положения точек В_у, й, ч 'В₁ звена АВ. Построив окружность, проходящую через точки В,, В, и В₂, можно определить положение точки А и длину звена АВ.

D

Рис. 4.6