Питання та завдання для самоконтролю

1. Чому кривошип обертається нерівномірне?

2. Як зменшити коефіцієнт нерівномірності руху машинного агрегату?

3. У яких межах змінюється коефіцієнт нерівномірності руху?

4. Навести послідовність визначення моменту шнерції маховика за діаграмою Віттенбауера.

Розділ 7. Зрівноважування і віброзахист механізмів

При русі механізму в ланках та кінематичних парах крім статичних зусиль виникають змінні за величиною та напрямом інерційні навантаження, які зменшують довговічність, погіршують умови праці.

Для зменшення шкідливих динамічних навантажень розглядають задачу зрівноважування окремих обертових ланок та зрівноважування механізму в цілому.

7.1. Зрівноважування обертових тіл

Обертове тіло чи ротор подамо у вигляді найпростішої моделі, яка здатна описати існуючі процеси. Модель складається з двох мас т₁ і т₂ (рис. 7.1).

Незрівноваженість ротора буває статична, моментна і динамічна.

При статичній незрівноваженості головна центральна вісь інерції х - х паралельна осі обертання О - О ротора (рис. 7.1, а).

Головний вектор дисбалансів

Dcm=mecmi ,

де ест - вектор від осі обертання до центра мас S ротора; т - маса ротора.

Для двомасової моделі т = т₁ + т₂ . Тоді, для статичної незрівноваженості

. . .

Якщо хоча б одна ланка має змінну кривизну, то можна одержати тільки миттєвий замінюючий механізм (рис. 8.15, в). Якщо один з профілів - пряма, то в замінюючому механізмі буде поступальна пара замість обертальної (рис. 8.12).

Питання та завдання для самоконтролю

1. У якій послідовності проводиться синтез кулачкових механізмів з тарілчастим штовхачем?

2. Як визначається профіль кулачка по заданому закону руху вихідної ланки?

3. Як вибирається радіус ролика кулачкового механізму?

4. Навести приклади еквівалентних механізмів.

Розділ 9. Кінематика зубчастих механізмів

Механізми зубчастих передач призначені для передачі обертального руху від ведучої ланки до веденої.

Для цього можна використати також фрикційну передачу. Наприклад, у передачі з двома гладкими циліндричними колесами, притиснутими одне до другого, рух передається за рахунок сили тертя (рис. 9.1, а). Для передачі значних потужностей фрикційні механізми малопридатні. У цьому випадку застосовують зубчасті передачі. Наприклад, у циліндричній передачі (рис. 9.1,б) кожне колесо являє собою циліндр, на поверхні якого нарізані зуби. Зуби, дотикаючись, утворюють зачеплення. Передача руху здійснюється за рахунок тиску в місцях дотику бічних поверхонь контактуючих зубів.

а б

Рис. 9.1

Механізми, які зменшують швидкість обертання вихідного вала у порівнянні з вхідним, називаються редукторами, а ті, які збільшують, - мультиплікаторами.

Зубчасті механізми поділяють на плоскі, у яких осі валів паралельні, і просторові, у яких вони не паралельні. У просторових зубчастих механізмів осі перетинаються (конічна передача) чи перехрещуються (черв'ячна передача) у просторі.

Застосовуються триланкові і багатоланкові зубчасті механізми.

9.1. Триланкові зубчасті механізми

Триланкові зубчасті механізми є найпростішими для передачі обертального руху від ведучої ланки до веденої. Вони складаються з двох зачеплених зубчастих коліс які утворюють між собою вищу кінематичну тару IV класу і стояка.

Розглянемо дві плоскі передачі. У циліндричній передачі з зовнішнім зачепленням (рис. 9.2, а) колеса показані у вигляді кіл, які дотикаються, названих початковими. Ці кола перекочуються одне по другому без ковзання подібно руху коліс фрикційної передачі.

а б

в г

Рис. 9.2

Передаточним відношенням називається відношення кутових швидкостей ланок.

Передаточне відношення від першого колеса до другого

u₁₂ = ω₁ / ω₂ ,

де ω₁ , ω₂ - кутові швидкості першого і другого колеса.

Швидкість миттєвого центра обертання Р у відносному русі коліс

v_p = ω₁ · r₁ = - ω₂ · r₂ ,

де r₁ , r₂ - радіуси початкових кіл першого і другого колеса. Знак "-" означає, що колеса обертаються в різні боки. Звідси

.

Оскільки початкові кола перекочуються без проковзування, кроки зубів по початкових колах коліс повинні бути однакові:

де z₁ , z₂ - числа зубів першого і другого колеса.

З останньої формули

.

Тоді, підставляючи це співвідношення у попередні формули, одержимо

.

Аналогічно для циліндричної передачі з внутрішнім зачепленням (рис. 9.2, б)

.

В останній передачі напрями обертання співпадають.

Розглянемо дві просторові передачі (конічна, черв'ячна) (рис. 9.2, в, г). Для просторових передач передаточне відношення дорівнює відношенню абсолютних величин кутових швидкостей ланок:

.

Для черв'ячної передачі z₁ - кількість заходів чи ниток черв'яка.