книги из ГПНТБ / Кожевников С.Н. Теория механизмов и машин учеб. пособие для студентов вузов

Рис. 35. Глобоидальные кулачки

20

Рис. 36. Торцовые кулачки

механизмов. На рис. 38 показан механизм поворота барабана на угол 90° при помощи плоского кулачкового механизма со звеньями 1, 2 и 3. Положение вала 3 во время остановки фиксируется пальцем на ползуне 4, приводимом в движение цилиндрическим кулачком 5. Разумеется, что законы движения коромысла 2 и ползуна 4 с пальцем должны быть согласованы, иначе произойдет поломка какого-либо из звеньев механизма.

Механизмы с гибкими звеньями. В качестве гибких звеньев, передающих движение от одного твердого тела в механизме к дру­ гому, практически используются различной формы поперечного сечения ремни, канаты, цепи, нити и др.

На рис. 39 показан механизм с плоским ремнем, осуществляющим передачу движения между шкивами, укрепленными на валах со скре­ щивающимися осями. Возможность передачи движения между ведо­ мым и ведущим валами обеспечивается включением промежуточных направляющих роликов, скручивающих на требуемый угол плоскую ленту. При параллельных ведущих и ведомых валах направляющие ролики не нужны.

21

Рис. 41. Передача РІѴ

Цепная передача (рис. 40) позволяет воспроизвести вращение ведомого вала с переменной угловой скоростью вследствие того, что одна из звездочек некруглая. Если обе звездочки круглые и шаг цепи малый, то оба звена вращаются с угловыми скоростями, отно­ шение которых постоянно.

Ременные и цепные передачи используются также в механиз­ мах, известных под названием вариаторов, позволяющих плавно изменять угловую скорость ведомого звена при постоянной угловой скорости ведущего. К такого рода механизмам относится вариатор с пластинчатой цепью. На ведущем и ведомом валах (рис. 41, а) на скользящих шпонках сидят по две пары конических шкивов с прорезями вдоль образующих конусов. Против впадины на одном шкиве расположен выступ на втором (рис. 41, б). Между шкивами размещена пластинчатая цепь /, несущая пакеты 3 пластинок 2, входящие во впадины дисков.

22

Рис. 43. Лобовая передача

жении ведущего звена можно осуществить с помощью рассмотрен­ ных выше кулачковых механизмов. Однако для этой цели применяют механизмы и другого строения, а именно: храповые, неполные зуб­ чатые колеса, мальтийские и звездчатые, стержневые и др.

На рис. 44 изображен храповой механизм, используемый в быст­ родействующей аппаратуре. Рычаг 2 приводится в движение кулач­ ком /. Собачка 5 при вращении рычага 2 против часовой стрелки ведет храповое колесо 3. При обратном ходе рычага 2 положение храпового колеса фиксирует защелка 4.

В механизме (рис. 45) зубчатое колесо / имеет неполное число зубьев. Начало движения ведомого колеса соответствует моменту вхождения пальца на колесе / в паз 3 на колесе 2, имеющего спе­ циальный профиль, чтобы не произошло ударов в начальный момент.

24

палец, пазы на диске 2 располагаются равномерно. После того, как палец выходит из паза, ведомое звено удерживается неподвижно фиксирующей дугой 3.

В звездчатом механизме передача движения осуществляется периодическим зацеплением цевок (цилиндриков)'на ведущем звене 1 (рис. 47) с зубцами на ведомом колесе 2. Вследствие того, что цевки расположены в пределах некоторого угла <360°, движение колеса 2 происходит с остановками.

Подбором соотношения длин звеньев движение ведомого звена с периодической остановкой можно осуществить также при помощи рычажных механизмов, один из которых показан на рис. 48. В ры­ чажном четырехзвенном шарнирном механизме OACD точка £ ша­ туна описывает траекторию, показанную на схеме штриховой ли­ нией. На некотором участке эта траектория мало отличается от душ окружности с центром в F. Если теперь к четырехзвенному меха­ низму присоединить группу звеньев EFH, причем длину звена EF принять равной радиусу кривизны траектории на участке, описы­ ваемом дугой окружности, то при движении точки Е по этому участку траектории звено FH будет неподвижным.

Клиновые и винтовые механизмы. Клиновые механизмы приме­ няют в различного вида зажимных приспособлениях или в устрой­ ствах, в которых требуется создать большие усилия на выходной стороне при ограниченных силах, действующих на входной стороне.

Клиновые механизмы могут быть плоскими и пространственными. Чаще клиновые механизмы, так же как и винтовые, используются

вкомбинации с другими механизмами, например стержневыми.

Вкачестве примера винтового механизма покажем соосный ме­ ханизм (рис. 50), используемый в приборах для грубой и точной

25

установки ведомого звена 5 относительно стойки /. Чтобы предста­ вить себе работу механизма, каждую из винтовых нарезок можно заменить разверткой, тогда винтовой механизм может быть заменен эквивалентным клиновым механизмом. Вращение рукоятки 4 гру­ бой установки заменяется при этом поступательным движением клина 4, а точной установки — движением клина 2, воздействую­ щих на промежуточный двойной клин 3. Углы подъема винтовых нарезок а2 3 , аа1 и аз г , должны быть подобраны так, чтобы самотор­ можение отсутствовало.

Для уменьшения трения на винтовой нарезке применяют различ­ ного вида шарпко-винтовые механизмы. При вращении гайки (рис.51)

Возврат шариков осуществляется по обводному каналу 2. Для устранения зазора гайка сделана из двух, стянутых болтами 4, половин 5, имеющих каждая свой обводной канал 2.

Комбинированные механизмы. Более широкие возможности в смысле воспроизведения законов движения ведомых звеньев по сравнению с чисто рычажными, зубчатыми или другими механизмами'дают так называемые комбинированные механизмы, в которых сочетаются рычажные, зубчатые, кулачковые и другие механизмы в различных комбинациях.

На рис. 52 изображен зубчато-рычажный механизм, в котором на шатуне ВС шарнирного четырехзвенннка ABCD закреплены зуб­ чатые колеса 2 и 4, зацепляющиеся с колесами / и 3.

В механизме перемещения каретки (рис. 53) при вращении вала 2 червячное колесо 5, смонтированное в корпусе каретки /, вращается при зацеплении с червяком на валу 2. Под действием тяги 4, шарнирно укрепленной на корпусе 3 и червячном колесе, каретка / относительно вала 2 совершает возвратно-поступательное движе­ ние.

При помощи кулачково-планетарного механизма (рис. 54) можно получить самые разнообразные законы движения ведомого звена

26

Рис. 50. Соосныіі винтовой механизм

27

В плаиетарно-мальтинском механизме (рис. 55) движение сооб­ щается водилу /, па котором смонтированы оси вращения зацепля­ ющихся друг с другом планетных колес 6 и 5. Первое из них зацеп­ ляется с неподвижным колесом 7, удерживаемым поводком, а на оси второго укреплен кривошип 3 с роликом 2, входящим в паз мальтийского креста 4. В механизме рассматриваемого типа могут быть получены более низкие угловая скорость и угловое ускорение ведомого звена по сразненпю с обычным мальтийским механизмом.

Комбинированные механизмы могут быть построены и в других сочетаниях однородных механизмов.

Механизмы переменной структуры. Среди используемых в ра­ бочих машинах исполнительных механизмов можно отметить до­ вольно широкий класс механизмов переменной структуры. Эти механизмы могут быть как «чистые», т. е. рычажные, зубчатые и др., так и комбинированные.

Механизмы переменной структуры применяют, если необходимо: предохранить звенья механизмов от случайных перегрузок; осу­ ществить требуемые перемещения ведомых звеньев в зависимости от наличия или отсутствия полезных нагрузок (например, быстрое перемещение при отсутствии нагрузки и медленное — после прило­ жения нагрузки); изменить скорость или направление движения ведомого звена механизма без остановки двигателя и во многих других случаях.

28

Примером механизма, изменяющего свою структуру при пере­ грузке, является зажимной механизм горизонтально-ковочной ма­ шины (рис. 56). При остановке ползуна и продолжающемся движе­ нии зубчатого колеса кривошнпно-ползунный механизм обращается в четырехзвеннып механизм. Происходит это вследствие того, что звенья 1 и 5 составного шатуна поворачиваются одно относительно другого при сжатии пружины 4 в процессе перемещения звеньев /,

2, 3.

В механизме ножниц (рис. 57) с плавающим эксцентриковым валом структура изменяется при изменении нагрузки на звенья. В первую фазу эксцентриковый вал 2 вращается вокруг шейки А. Так как AB = СВ и ED — DO, то верхний нож / и прижим 3

движется вверх. Зажатый между ножами металл разрезается без передачи усилий на рольганг (рис. 57, б).

I

Рис. 56. Зажимной механизм

29