книги из ГПНТБ / Гольдин И.И. Основы технической механики учеб. пособие

чае подсчитывается так:

'1-2 = (89)

На схемах передача с внешним зацеплением обознача­ ется, как показано на рис. 179. Как и в случае цилин­ дрической передачи зубчатая кониче­ ская передача может быть выполнена и с внутренним зацеплением (рис. 180).

(рис. 181). Для обеспечения зацепления шаг червяка должен быть равен шагу червячного колеса. Червяк, как и обычный винт, может быть одно- и многозаходным (обычно не более 2—3 заходов). Если повернуть однозаходный червяк на один оборот, то колесо повернется на угол, соответствую­ щий одному шагу (зуб и впадина), при двухзаходном червяке поворот будет на два шага и т. д., т. е. чтобы однозаход­ ный червяк повернул колесо на один оборот, он должен сам совершить столько оборотов, сколько на колесе зубьев.

Отсюда ясно, что передаточное число

Червяк может быть расположен над колесом, под коле­ сом и сбоку — в зависимости от требований конструкции.

Червячная передача имеет ряд особенностей по сравне­ нию с другими передачами зацеплением. Ее достоинства: плавность и бесшумность работы, возможность получать

270

весьма большие передаточные числа. Например, вполне

обычно не превышает 5—7. В то же время в червячной пере­

Рассмотрим две наклонные плоскости (в данном случае обязательно учитываем трение): одну с малым углом наклона

Нетрудно представить, что в обоих случаях можно пере­ мещать плоскость влево, тем самым груз будет подниматься (что соответствует: при вращении червяка колесо будет поворачиваться). Однако если нажимать на груз сверху вниз, то лишь во втором случае наклонная плоскость ото-

271

двинется вправо. В первом случае угол так мал, что при раз­ ложении силы прижимающая составляющая будет очень велика, а сдвигающая (которой противостоит сила трения) — очень мала. Следовательно, при малом угле подъема наклон­ ной плоскости, лишь перемещая плоскость, можно перемеместить груз, но не наоборот. Иначе говоря, лишь червяк в этом случае может быть ведущим. Следовательно, при малом угле наклона винтовой линии червяка (т. е. при малом

1-я ступень: цилиндрическая зубчатая передача, у которой передаточ­ ное число равно 2. 2-я ступень: коническая зубчатая передача с пере­ даточным числом, равным 1,5. 3-я ступень: червячная передача, у кото­ рой 2Ч = 1 и г к = 50. Определить полное передаточное число этой передачи.

4. Определить, какие передачи могут быть расположены внутри корпуса (рис. 184). Изобразить их кинематические схемы, вписав их в корпус, и указать характерные данные.

Глава девятнадцатая МЕХАНИЗМЫ Д Л Я ПРЕОБРАЗОВАНИЯ ДВИЖЕНИЯ

Мы уже отмечали, что механическая энергия многих машин-двигателей обычно представляет собой энергию вращающегося вала. Однако не во всех станках и механиз-

272

ного профиля, чаще всего прямоугольная и трапециевидная. Если угол подъема винтовой линии небольшой, то веду­ щим движением (см. модификации первую, вторую, третью)

является вращательное.

При очень большом угле подъема винтовой линии воз­ можно преобразование поступательного движения во вра­ щательное (быстродействующая отвертка).

Кинематика винтового механизма проста: за один обо­ рот линейное перемещение S равно ходу резьбы, т. е. про­ изведению шага резьбы t на число заходов г . S — t-z.

Силовые зависимости проще всего рассмотреть на при­ мере домкрата (рис. 186).

274

ности, описываемой точкой приложения силы. Это затра­ ченная работа. Полезная работа за это же время — это работа по перемещению груза Q на высоту 5.

An = Q-S.

Как известно, отношение полезной работы к затраченной —

Это один из самых распространенных механизмов пре­ образования движения. Его применяют как для преобразо­ вания вращательного движения в возвратно-поступательное

В

1

Рис. 187. Схема кривошипно-шатунного механизма

(например, поршневые насосы), так и для преобразования возвратно-поступательного во вращательное (например, двигатели внутреннего сгорания).

Механизм состоит их стойки /, кривошипа 2, шатуна 3 и ползуна 4 (рис. 187). Кривошип совершает непрерывное вращение, ползун •— возвратно-поступательное движение, а шатун — сложное — плоско-параллельное движение.

При повороте кривошипа на равные углы ползун про­ ходит неравные участки пути — это легко обнаружить, если на одном чертеже изобразить механизм в последова­ тельно занимаемых им положениях (рис. 188). Таким обра­ зом, равномерное вращение кривошипа преобразуется в неравномерное возвратно-поступательное движение пол-

275

зуна. Разновидностью кривошипно-шатунного механизма является эксцентриковой механизм (рис. 189). Роль криво­ шипа в этом механизме выполняет эксцентрик /, укреплен-

Рис. 188. Определение неравномерности движения ползуна

ный на ведущем валу. Эксцентрик — это диск, ось вращения которого не совпадает с его геометрической осью. В отли­

малый ход ползуна можно получить даже при весьма боль­ ших диаметрах пальца кривошипа, что очень важно при больших усилиях (в различных прессах).

§ 121. Кривошипно-кулисный механизм

Мы уже отмечали, что в кривошипно-шатунном меха­ низме ползун движется неравномерно, однако характер его движения при перемещении от крайнего левого положения до крайнего правого в точности соответствует обратному движению — от правого до левого положения.

В отдельных случаях желательно получить иную кар­ тину движения ползуна. Например, в поперечно-строгаль-

276

ном станке необходимо иметь различные скорости рабочего и холостого ходов резца, совершающего возвратно-посту­ пательное движение. В этом случае в качестве механизма преобразования вращательного движения вала электро­

на конце которого находится палец, при этом не равны, то и время, а следовательно, и скорости движения кулисы будут различны. В итоге резец, связанный с концом кулисы, будет совершать медленный рабочий ход и быстрый — холостой.

§ 122. Кулачковый механизм

Наибольшую возможность осуществлять любой закон движения ведомого звена при непрерывном равномерном вращении ведущего позволяют кулачковые механизмы. Простейший дисковый кулачковый механизм (рис. 191) представляет собой кулачок (диск) с толкателем (ползуном). Толкатель прижат к кулачку пружиной. При вращении кулачка толкатель получает давление со стороны кулачка и совершает возвратно-поступательное движение. Изменяя профиль кулачка, можно изменять .закон движения толка­ теля — именно эта особенность механизма обеспечивает

277

его широкое применение в станках-автоматах. Обычно закон движения толкателя, заданный технологическим процессом, выражается зависимостью между ходом толка­ теля и углом поворота кулачка (или временем поворота). Эта зависимость, заданная в графической форме, называется диаграммой перемещения толкателя. Пусть дана следующая диаграмма (рис. 192), по которой надо построить профиль кулачка. На оси абсцисс отложены углы поворота или про-

порциональное им время поворота кулачка, а на оси орди­ нат — соответствующие им расстояния конца толкателя от оси вращения кулачка. Проведем окружность-л разде­ лим ее на равные части, соответствующие углам поворота кулачка, отображенным на диаграмме. Пронумеруем лучи (радиусы), проходящие через точки деления, и отложим на них соответствующие расстояния, взятые с диаграммы. Соединив концы полученных отрезков, получим профиль

278