Механизмы преобразования одного вида движения в другой (общие сведения) В данном учебнике «Детали машин» в пределах учебной программы рассматриваются рычажные, кулачковые и храповые механизмы: назначение, принцип работы, устройство, область применения. Подробно этот раздел изучается в курсе «Теория механизмов и машин». Рычажные механизмыРычажные механизмы предназначены для преобразования одного вида движения в другое, колебательное вдоль или вокруг оси. Наиболее распространенные рычажные механизмы — шарнирный четырехзвенный, кривошипно-ползунный и кулисный.Шарнирный четырехзвенный механизм (рис.8) состоит из кривошипа 7, шатуна 2 и коромысла 3. В зависимости от соотношения длин рычагов 1, 2, 3 механизм и его звенья будут выполнять разные функции. Меха низм, изображенный на рис.8, со звеном 1, наиболее коротким из всех, называется однокривошипным. При вращении кривошипа. 1 вокруг оси О, коромысло 3 совершает колебательное движение вокруг оси О2, шатун 2 совершает сложное плоскопараллельное движение.Кривошипно-ползунный механизм получают из шарнирного четырехзвенника при замене коромысла 3 ползуном 3 (рис. 9). При этом вращение кривошипа 1, ползун 3 совершает колебательное прямолинейное движение вдоль направляющей ползуна. В двигателях внутреннего сгорания, таким ползуном, является поршень, а направляющей — цилиндр.Кулисные механизмы служат для преобразования равномерно-вращательного движения кривошипа в качательное движение кулисы или нерав номерное прямолинейное колебательное (возвратно-поступательное) движение ползуна. Кулисные механизмы используются в строгальных станках, когда рабочий ход (снятие стружки) происходит медленно, а нерабочий ход (возвращение
резца) — быстро. На рис.10 показана схема кулисного механизма с входным поршнем на шатуне. Такая схема используется в механизмах гидронасосов ротационного типа с вращающимися лопастями, а также в различных гидро- или пневмоприводах механизма с входным поршнем 3 на шатуне, скользящем в качающемся (или вращающемся) цилиндре.Рис.8. Шарнирный четырехзвенный механизм: 1 — кривошип; 2 — шатун; 3 — коромыслоРис.9. Кривошипно-шатунный механизм: 1 — кривошип; 2—шатун; 3 — ползунРис.10. Кулисный механизм: / — кривошип; 2 — шатун; 3 — поршень Кулачковые механизмыКулачковые механизмы предназначены для преобразования вращательного движения ведущего звена (кулачка) в заведомо заданный закон возвратно-поступательного движения ведомого звена (толкателя). Широко применяются кулачковые механизмы в швейных машинах, двигателях внутреннего сгорания, автоматах и позволяют получить заведомо заданный закон движения толкателя, а также обеспечить временные остановы ведомого звена при непрерывном движении ведущего.На рис. 11 приведены плоские кулачковые механизмы. Кулачковый механизм состоит из трех звеньев: кулачка 1, толкателя 2 и стойки (опоры) 3. Для уменьшения трения в кулачковый механизм вводится ролик. Ведущим звеном в кулачковом механизме является кулачок. Кулачок может со вершать как вращательное движение, так и поступательное. Движение ведомого звена — толкателя — может быть поступательным и вращательным. Рис. 11. Кулачковые механизмы:
1 — кулачок; 2 — толкатель; 3 — стойка (опора)Недостатки кулачковых механизмов: высокие удельные давления, повышенный износ звеньев механизма, необходимость обеспечения замыкания звеньев, что приводит к дополнительным нагрузкам на звенья и к усложнению конструкции. Храповые механизмыХраповые механизмы относятся к механизмам прерывистого действия, которые обеспечивают движения ведомого звена в одном направлении с периодическими остановками. Конструк тивно храповые механизмы делятся на нереверсивные с внутренним зацеплением и с храповым колесом, а также реверсивные в виде зубчатой рейки.Нереверсивный храповый механизм с внутренним зацеплением (рис. 12).Ведущим звеном может быть как храповое колесо внутреннего зацепления /, соединенное с зубчатым колесом внешнего зацепления, так и втулка 4 с закрепленной на ней собачкой 3, подпружиненной к зубьям храпового колеса 1 пружиной 2.Рис. 12. Нереверсивный храповый механизм с внутренним зацеплением:1 — храповое колесо; 2 — пружина; 3 — собачка; 4 — втулка В нереверсивных механизмах (рис. 13) храповое колесо выполняют в виде рейки 1 в направляющих, и тогда собачка 2 сообщает рейке с храпо вым зубом прерывистое прямолинейное движение. В этом случае преду сматривает устройство, которое возвращает рейку в начальное положение. Рис. 13.Нереверсивный храповый механизм: Рис. 14. Реверсивный храповый механизм: 1 — рейка; 2 — собачка 1- храповик; 2 — ведущий рычаг; 3 — собачка Реверсивные храповые механизмы (рис. 14) имеют: храповое колесо 1 с зубьями эвольвентного профиля, а на ведущем рычаге 2 шарнирно устанавливают собачку 3, которую при необходимости реверса перебрасывают во
круг оси Ох.В машино- и приборостроении применяют храповые механизмы, в ко торых механизм (ведомое звено) двигается в одном направлении с периодическими остановками (металлообрабатывающие станки, задняя ведущая втулка у велосипеда и др.). Мальтийский механизм (крест)Мальтийские кресты широко применяются в машинных автоматах. Они относятся к механизмам прерывистого действия и предназначены для преобразования равномерного вращения ведущего звена в периодические с остановками ведомого звена, работают плавно без ударов (в отличие от храповых механизмов).Наиболее распространенные мальтийские механизмы с внешним зацеплением (рис. 15). Такой механизм состоит из ведущего кривошипа 7, ролика 2 на его конце, мальтийского креста 3. При вращении кривошипа 1 ролик 2 входит в паз 4мальтийского креста 3 и возвращает его на заданный угол. После выхода ролика 2 из паза 4 угловое положение мальтийского креста фиксируется цилиндрической поверхностью диска.Мальтийские механизмы проектируются с числом пазов мальтийского креста, равным 3 + 12. Расчеты храповых механизмов на прочность проводятся в зависимости от вращающего момента на вале храпового колеса.Рис. 15. Мальтийский механизм: 1 — ведущий кривошип;2 — ролик; 3 - мальтийский крест; 4 - паз мальтийского креста Вопросы для самопроверки - Опишите взаимное положение валов в переда че 10—11, см. рис. 161. Передача с параллельными осями валов2. Передача с пересекающимися осями валов3. Передача с перекрещивающимися осями валов 4. Определить нельзя - Показать на рис. 16 червячную передачу1. Поз. 2-32. Поз. 4-5
3. Поз. 6-74. Поз. 10-11 5. Поз. 12-13 - Покажите на рис.16 машину-орудие (поз. I, II, III,IV)1) I2) II3) III 4) IV - Какое назначение меха нических передач1. Вырабатывать энергию2. Воспринимать энергию 3. Затрачивать энергию на преодоление внешних сил, непосредственно связанных с процессом производства 4. Преобразовывать скорость, вращающий момент, направление вращения - Как классифицируют зубчатую передачу по принципу передачи движения?1. Трением2. Зацеплением3. Непосредственно контактом деталей, сидящих на ведущем и ведомом валах 4. Передача гибкой связью - Покажите на рис. 16 ведущее колесо третьей пары1. Поз. 32. Поз. 43. Поз. 54. Поз. 6 5. Поз. 7 - Передача 4—5 (см. рис. 16) понижающая или повышающая? 1. Понижающая 2. Повышающая - Сколько ступеней имеет передача, показанная на рис. 16?1) 12) 23) 6 4) 12 - Какое из приведенных отношений называют передаточным числом одноступенчатой передачи?1) n2/n12) D2/D1 3) D1/D2II III IVРис. 16. Кинематическая схема многоступенчатой передачи - Как называется передача, кинематическая схема которой показана на рисунке?1. Цилиндрическая2. Коническая3. Червячная4. Планетарная- Как называется передача, кинематическая схема которой показана на рисунке?1. Цилиндрическая2. Коническая3. Червячная4. Планетарная- Как называется передача, кинематическая схема которой показана на рисунке?1. Цилиндрическая