Часть 4. Рычажные передаточные механизмы .

Назначение: преобразование движений, (поступ-вращ, вращ-вращ, поступ-вращ и т.п.).

Достоинства РПМ:

- простота структуры ПМ - минимальное количество звеньев,

- простота конструкции контактирующих элементов РМ с высшими КП (сфера - плоскость, цилиндр-цилиндр);

– высокая точность изготовления.

Недостатки РПМ:

- схемная (теор.) нелинейность ФП;

- ограниченный диапазон движений (Dx и Dy).

- силовые РПМ – проблемы с КП (высшие КП работают с низкими нагрузками, конструкция низших Кинематических Пар менее точная и сложная).

6.1. Рпм Синусного типа (Sin)

х –поступ; у- вращ

ФП: y=arcsin (x/a)

Фп синусн пм

Входное линейное перемещение преобразуется в угловое перемещение рычага , длиной a. Функция преобразования:

Схемные параметры чувствительности и нелинейности:

зависят от единственного метрического параметра – длины рычага а

Начальное положение механизма. Оказывает значительное влияние на настройку и схемную погрешность механизма.

Условия Начального положения:

- положение звеньев механизма соответствует середине диапазона Dx, точке перегиба теор. ФП;

- линия, проходящая через центры шарнира и сферы,  линии перемещения штока и // контактной плоскости на штоке.

Для способа регулировки по краям диапазона определим оценку чувствительности k синусного механизма.

Оценим Среднеквадратическое значение погрешности схемы, приведенное ко входу (для случая регулировки по краям диапазона):

Особенности конструирования Синусного РПМ

1. для защиты механизма (звеньев и КП) от перегрузок при ударах следует применять разгруженную схему.

Здесь на поз.3 условно показана пружина для силового замыкания в КП.

2. необходимо предусмотреть регулировку чувствительности – изменением длины рычага а.

Часто применяемые схемы регулировки: эксцентрик (1) и раздвижной рычаг (2).

Для а= 4 мм, е =0.2 мм диапазон значений а = 40,2 мм.

Значение Схемного Параметра  = =1/(а±а)=1/(40,2)=0,24…0,26 (рад/мм).

3.) Если в диапазоне преобразования точка контакта сферы и плоскости оказывается по разные стороны от линии штока (рис. a), то возникает переменный опрокидывающий момент М_R от реакции R в этой кинематической паре.

Это приводит к разным направлениям перекоса штока в направляющей. Неопределенность положения – это проблема точностиё! Требуется так расположить точку контакта, чтобы с учетом регулировки перекос был бы односторонним (рис. б).

Примеры конструктивного оформления синусного ПМ

РЗГ

скоба рычажная

Достоинства синусного ПМ.

1. малая чувствительность к люфту из-за зазоров в направляющей штока;

2. погрешности изготовления звеньев и монтажа кроме погрешностей формы контактирующих элементов не приводят к значительным искажениям ФП и компенсируются регулировкой а . (узел штока и синусный рычаг на разных сборочных единицах !!!)

6.2. Рпм тангесного типа (tg)

х –поступ; у- вращ

ФП: y=arctg (x/a)

Фп синусн пм и танген типов

Входное линейное перемещение преобразуется в угловое перемещение рычага , длиной a. Функция преобразования:

Параметры чувствительность и нелинейность:

знак нелинейности МИНУС

Контактирующая поверхность штока – сфера, контактирующая поверхность рычага – плоскость. Механизм изображен в начальном положении. (условия сформулировать самостоятельно - для tg механизма этооченьважно).

Особенности конструирования тангенсного РПМ

1. для защиты механизма (звеньев и КП) от перегрузок при ударах следует применять разгруженную схему (б). Пружина для силового замыкания показана условно.

2. необходимо предусмотреть регулировку чувствительности – изменением длины tg рычага а - расстояния от шарнира рычага до точки контакта.

схемы регулировки: эксцентрик (рис. в) и узел оптиметра и контактного интерферометра (рис. г).

3. особая проблема – начальное положение. Если механизм не в начальном положении, то перемещения от перекоса штока приводит к повороту рычага у без входного перемещения х.

Другие рычажные ПМ. (коротко, подробнее при курсовом проектировании, на лабораторных и на семинарах).