книги из ГПНТБ / Литвин Ф.Л. Проектирование механизмов и деталей приборов

Книга посвящена расчету и конструированию механизмов, узлов и деталей приборов. Рассмотрены методы проектирования рычажных механизмов, кулачковых, фрикционных механизмов с цилиндрическими колесами эвольвентного и циклоидального зацеплений, планетарных механизмов, винтовых, зубчатых меха­ низмов прерывистого вращательного движения, передач с гибкой связью. Значительное внимание уделено точности механизмов

Рецензент д-р техн. наук проф. В. А. Зиновьев Редактор канд. техн. наук Э. Е. Пейсах

Гр Издательство „Машиностроение",1973г.

Файдор Львович ЛИТВИН

ПРОЕКТИРОВАНИЕ МЕХАНИЗМОВ И ДЕТАЛЕЙ ПРИБОРОВ

Редактор издательства Т. Л. Лейкина Переплет художника Г. Л. Попова Технический редактор В. Ф. Костина

Корректоры Н. К- Кротова, 3. П. Смоленцева

вместо курсов теории механизмов и машин и деталей машин введен объединенный курс по расчету и конструированию точных меха­ низмов. Учитывая это, автор выражает надежду, что его книга окажется также полезной для преподавателей и студентов при­ боростроительных вузов.

При написании книги автором использованы результаты на­ учно-исследовательских работ, выполненных под его руководством

Отдельные главы и параграфы книги написаны автором сов­ местно с сотрудниками кафедры теории механизмов и деталей при­ боров ЛИТМО: пп. 4.2, 4.5, 4.6 — совместно с А. А. Заостровским; п. 4.3 — с Б . Я- Карасиком и А. А. Заостровским; гл. 11 — сов­ местно с Э. М. Хендре; пп. 14.1, 14.2, 15.1, 15.4—15.6, 15.8, 15.10, 15.13 и 15.16 — совместное В. И. Рыбаковым; гл. 16 — с В. В. Ва­ сильевым.

Ценная помощь при подготовке книги к печати была оказана автору рецензентом проф. д-ром техн. наук В. А. Зиновьевым и научным редактором канд. техн. наук Э. Е. Пейсахом.

Автор будет признателен за замечания, которые он просит на­ править по адресу: 191065, Ленинград, ул. Дзержинского, д\ 10, изд-во «Машиностроение».

Автор

ГЛАВА 1

ВВЕДЕНИЕ

ВСТРУКТУРУ МЕХАНИЗМОВ

1.1.И С Х О Д Н Ы Е ОПРЕДЕЛЕНИЯ

Втеории механизмов изучается структура (строение), кинема­ тика и динамика несвободных материальных систем. Такие системы образуются из тел, подвижно соединенных между собой.

Вначале будем предполагать, что тела изучаемых нами несво­ бодных систем — абсолютно твердые. Под твердым телом в теоре­ тической механике понимается совокуп­ ность материальных точек, находящихся на неизменном расстоянии друг от друга.

Предполагается, что материальная точ­ ка в отличие от геометрической обла­ дает некоторой массой.

Будем называть жестким звеном одно или несколько твердых тел, не имеющих движения друг относительно друга. Неподвижные тела системы обра­ зуют неподвижное звено — стойку. Остальные звенья системы являются подвижными и изменяют в процессе движения положения друг относительно друга и по отношению к стойке.

Звенья механизма соединены между собой подвижно. Соединение двух звеньев, позволяющее совершать то или иное относительное движение по отно­ шению друг к другу, называется кине­ матической парой.

В местах соединения пары звеньев им придают определенные геометрические формы, чтобы обеспечить требуемый характер от­ носительного движения. Кинематические элементы (элементы ки­ нематической пары) представляют совокупность точек, линий и поверхностей, которыми звенья непрерывно касаются и характер соприкосновения которых определяет вид относительного дви­

В сферической опоре (рис. 1.1) звенья в относительном движе­ нии могут вращаться вокруг осей х, у, г. Кинематическими эле­ ментами звеньев являются внешняя и внутренняя сферические поверхности. Заметим, что хотя подшипник — разъемный и со­ стоит из нескольких деталей, совокупность таких жестко связан­ ных деталей образует одно звено.

1.2.КИНЕМАТИЧЕСКИЕ ПАРЫ

Исходные понятия. Свободное твердое тело имеет шесть сте­ пеней свободы и может совершать шесть независимых видов дви­ жения: три вращательных* движения вокруг осей х, у, z и три поступательных вдоль этих осей. Если рассматриваемое тело (звено) вступает в подвижное соединение с другим, число неза­ висимых параметров і, определяющих относительное движение,

в относительном движении. В наших первых представлениях будем исходить из того, что кинематической парой устанавливаются только геометрические связи, накладывающие ограничения на по­ ложения звеньев в пространстве. Помимо геометрических могут существовать и кинематические связи в виде связей между скоро­ стями (см. ниже).

Число геометрических связей, накладываемых кинематической парой, будем обозначать через s; s = 6 — і, где, как уже указы­ валось, і — число независимых параметров в относительном дви­ жении.

Кинематические пары делятся на классы. Класс кинематиче­ ской пары равен числу наложенных связей1 .

При определении числа параметров относительного движения нужно учитывать только независимые виды движения. Так, вин­ товая пара (рис. 1.2) должна быть отнесена к классу V. В этой паре относительное движение — винтовое, которое может быть разложено на два составляющих движения: поступательное вдоль оси винта и вращательное — вокруг этой же оси. Эти составляю­ щие движения нельзя рассматривать как независимые, так как

1В некоторых учебниках, см., например, Баранов «Курс теории механизмов

имашин», «Машиностроение», 1967 г., класс пары указывает число независимых видов движения в относительном движении.

на них наложена связь, определяемая уравнением

= — так называемый винтовой параметр — величина осевого

перемещения за угол поворота, равный 1 рад; t — шаг винта. Пара, изображенная на рис. 1.3, может оказаться парой либо

При обращении движения звено кинематической пары, бывшее

вотносительном движении подвижным, становится неподвижным.

Дл я того чтобы звенья кинематической пары непрерывно'касались друг друга, нужно предусмотреть так называемое замы­ кание кинематической пары. Различаются: силовое замыкание, осуществляемое за счет веса', пружин; геометрическое замыкание, достигаемое приданием определенных геометрических форм кине­ матическим элементам.

оси х. Предполагается, что замыкание кинематической пары — силовое. Д л я осуществления геометрического замыкания шар нужно было бы поместить между двумя параллельными плоско­ стями. В качестве примеров конструкций приведены: шариковая авторучка (поз. 1, в), шариковый фрикционный механизм (поз. 2, в).