|
|
|
|
В современных приборах и машинах широкое распространение получили рычажные механизмы и в первую очередь кривошипно-шатунный механизм, состоящий из стойки 1, кривошипа 2, шатуна 3 и ползуна 4, движущегося в направляющих 5. 
Кривошипно-шатунный механизм служит для преобразования вращательного движения кривошипа в возвратно-поступательное прямолинейное движение ползуна, Наоборот, когда ведущим звеном является ползун, возвратно-поступательное прямолинейное движение ползуна преобразовывается во вращательное движение кривошипа и связанного с ним вала. Кривошипно-шатунные механизмы широко применяют в поршневых двигателях, компрессорах, прессах, насосах и т. д. Если прямая хх, по которой движется центр шарнира, проходит через ось вращения кривошипа О, то механизм носит название центрального. Если эта прямая не проходит через точку О, то полученный кривошипно-шатунный механизм называется дезаксиальным или нецентральным. В некоторых случаях необходимо найти аналитические зависимости перемещения, скорости и ускорения ползуна кривошипно-шатунного механизма от угла поворота кривошипа. Перемещение ползуна в зависимости от угла поворота кривошипа 
Скорость ползуна v = ds/dt умножим и разделим на dα, тогда
Ускорение ползуна а = dv/dt умножим и разделим на dα, тогда
Кулачковые механизмы применяют в тех случаях, когда перемещение, скорость и ускорение ведомого звена должны изменяться по заранее заданному закону, в частности, когда ведомоэ звено должно периодически останавливаться при непрерывном движении ведущего звена. Чаще всего кулачковый механизм состоит из трех звеньев (рис. 1, а): кулачка 1, толкателя 2 и стойки 3. На рис. 1, б представлен четырехзвенный кулачковый механизм (четвертое звено — ролик 4). 
Кулачковые механизмы подразделяются на плоские и пространственные. Плоскими называют такие кулачковые механизмы, у которых кулачок и толкатель перемещаются в одной или параллельных плоскостях; пространственными — такие, у которых кулачок и толкатель перемещаются в непараллельных плоскостях. На рис. 2 представлена схема пространственного цилиндрического кулачкового механизма с профильным пазом на боковой поверхности. 
Для увеличения стойкости кулачки изготовляют из высококачественной стали с рабочей поверхностью высокой твердости. С целью уменьшения трения и износа на толкателе устанавливают ролик, который вращается на оси и катится без скольжения по рабочей поверхности кулачка (рис. 1, б). Кроме износа звеньев недостатком кулачковых механизмов является необходимость обеспечивать постоянное соприкосновение (замыкание) между звеньями. В процессе работы кулачкового механизма могут возникать большие усилия, главным образом инерционные, направленные на отрыв рабочей поверхности толкателя от кулачка. Для восприятия этих усилий применяется либо геометрическое (кинематическое), либо силовое замыкание кинематической цепи. Геометрическое (кинематическое) замыкание применено в представленном на рис. 2 и 3 механизме о пазовым кулачком. Толкатель движется поступательно. При вращении кулачка ролик толкателя соприкасается с боковыми сторонами паза, прорезанного на кулачке. Паз создает два рабочих профиля кулачка, которые перемещают ролик толкателя в обоих направлениях. 
При силовом замыкании толкатель во всех положениях прижат к кулачку с силой, которая больше силы, стремящейся оторвать толкатель от кулачка. Замыкающая сила в подавляющем большинстве случаев создается пружиной (см. рис. 1). К числу недостатков кулачковых механизмов следует отнести сложность изготовления профиля кулачка, от которого требуется большая точность. В тех случаях, когда толкатель должен перемещаться с периодическими остановками, участки профиля кулачка, соответствующие этим периодам, должны быть очерчены дугами окружности, проведенными из центра вращения кулачка.
|
||||||
