Кривошипно кулисные механизмы реферат

Обновлено: 02.07.2024

Кривошипно-кулисный механизм с равномерно вращающейся кулисой ( см. схему 6 в табл. 6) осуществляет передачу вращательного движения между параллельными валами с постоянным передаточным отношением. Этот механизм получается из предыдущего ( фиг. [5]

Кривошипно-кулисные механизмы применяются для преобразования вращательного движения кривошипа в качатель-ное движение кулисы. [6]

Кривошипно-кулисный механизм с вращающейся кулисой ( рис. 36, г) используют для преобразования равномерно вращательного движения в неравномерно вращательное. [7]

Кривошипно-кулисный механизм с поступательно движущейся кулисой ( рис. 36, б) применяют при малых длинах хода. [8]

Кривошипно-кулисный механизм с вращающейся кулисой ( рис. 36, г) используют для преобразования равномерно вращательного движения в неравномерно вращательное. [9]

Кривошипно-кулисный механизм позволяет получить повышенную скорость обратного хода, которая является функцией рабочего хода. При этом скорость обратного хода незначительно превышает скорость рабочего хода. Скорость по длине хода переменная. Механизмы этого типа с качающейся и вращающейся кулисой применяют в поперечнострогаль-ных и долбежных станках при длине хода до 900 - 1000 мм. [10]

Кривошипно-кулисный механизм ( рис. 3) - механизм, предназначенный для преобразования вращательного движения в прямолинейное движение с переменной скоростью. [11]

Кривошипно-кулисные механизмы также находят широкое применение в машиностроении. [12]

Кривошипно-кулисный механизм до последнего времени имел исключительное применение в приводах движения резания по-перечнострогальных и долбежных станков. Однако сейчас он успешно вытесняется более прогрессивными гидравлическими приводами. [13]

Кривошипно-кулисный механизм с равномерно вращающейся кулисой ( см. схему 6 в табл. 6) осуществляет перс-дачу вращательного движения между параллельными валами с постоянным передаточным отношением. Этот меха-нлзм получается из предыдущего ( фиг. [14]

Кривошипно-кулисные механизмы с поступательно движущейся кулисой служат для преобразования вращательного движения в и рм.ми. in не и но-поступательное. [15]

Механизмы, преобразующие движение: зубчато-реечный, винтовой, кривошипный, кулисный, кулачковый. Их детали, характеристики и особенности целевого использования в различных отраслях производства и легкой промышленности. Схемы их работы в различных машинах.

Рубрика	Производство и технологии
Вид	реферат
Язык	русский
Дата добавления	19.01.2010
Размер файла	17,9 K

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

1. Механизмы для преобразования движения

Механическая энергия многих машин-двигателей обычно представляет собой энергию вращательного вала. Однако не во всех станках и механизмах рабочие органы также совершают вращательное движение. Зачастую им необходимо сообщить поступательное или возвратно-поступательное движения. Возможна и обратная картина. В подобных случаях применяют механизмы, преобразующие движение. К ним относятся: зубчато-реечный, винтовой, кривошипно-шатунный, кулисный и кулачковый механизмы.

1.1 Зубчато-реечный механизм

Зубчато-реечный механизм состоит из зубчатого цилиндрического колеса и зубчатой рейки - планки с нарезанными на ней зубьями. Такой механизм можно использовать для различных целей: вращая зубчатое колесо на неподвижной оси, перемещать поступательно рейку (например, в реечном домкрате, в механизме подачи сверлильного станка); обкатывая колесо по неподвижной рейке, перемещать ось колеса относительно рейки (например, при осуществлении продольной подачи суппорта в токарном станке).

1.2 Винтовой механизм

Для преобразования вращательного движения в поступательное очень часто применяется механизм, основными частями которого являются винт и гайка. Такой механизм применяют в различных конструкциях:

гайка (внутренняя резьба нарезана в корпусе) неподвижна, винт вращается и одновременно поступательно перемещается;

гайка неподвижна, винт вращается и одновременно поступательно перемещается с салазками. Салазки шарнирно соединены с винтом и могут совершать возвратно-поступательное движение в зависимости от направления движения винта по направляющим;

винт закреплен так, что может лишь вращаться, а гайка (в данном случае салазки) лишена возможности вращаться, так как ее нижняя (или другая) часть установлена между направляющими. В этом случае гайка (салазки) будет перемещаться поступательно.

В перечисленных винтовых механизмах применяются резьбы. различного профиля, чаще всего прямоугольная и трапецевидная (к примеру в слесарных тисках, домкратах и т. п.). Если угол подъема винтовой линии небольшой, то ведущим движением является вращательное. При очень большом угле подъема винтовой линии возможно преобразование поступательного движения во вращательное и тому примером может служить быстродействующая отвертка.

1.3 Кривошипный механизм

Крипошип - звено кривошипного механизма, которое может совершать полный оборот вокруг неподвижной оси. Кривошип (I) имеет цилиндрический выступ - шип 1, ось которого смещена относительно оси вращения кривошипа на расстояние г, которое может быть постоянным или регулируемым. Более сложным вращающимся звеном кривошипного механизма является коленчатый вал. Эксцентрик (III) - диск, насаженный на вал с эксцентриситетом, то есть со смещением оси диска относительно оси вала. Эксцентрик можно рассматривать как конструктивную разновидность кривошипа с малым радиусом.

Кривошипный механизм - механизм, преобразующий один вид движения в другой. Например, равномерно вращательное - в поступательное, качательное, неравномерное вращательное и т. д. Вращающееся звено кривошипного механизма, выполненное в виде кривошипа или коленчатого вала, связано со стойкой и другим звеном вращательными кинематическими парами (шарнирами). Принято различать подобные механизмы на кривошипно-шатунные, кривошипно-коромысловые, кривошипно-кулисные и др. в зависимости от характера движения и наименования того звена, в паре с которым работает кривошип.

Используются кривошипные механизмы в поршневых двигателях, насосах, компрессорах, прессах, в приводе движения металлорежущих станках и других машинах.

Кривошипно-шатунный механизм - один из самых распространенных механизмов преобразования движения. Его применяют как для преобразования вращательного движения в возвратно-поступательное (например, поршневые насосы), так и для преобразования возвратно-поступательного во вращательное (например, двигатели внутреннего сгорания).

Шатун - деталь кривошипно-шатунного (ползунного) механизма, передающая движение поршня или ползуна на кривошип коленчатого вала. Часть шатуна, служащая для присоединения к коленчатому валу, называется кривошипной головкой, а противоположная часть - поршневой (или ползунной) головкой.

Механизм состоит из стойки 1,кривошипа2, шатуна 3 и ползуна 4. Кривошип совершает непрерывное вращение, ползун - возвратно-поступательное движение, а: шатун - сложное, плоско-параллельное движение.

Полный ход ползуна получается равным удвоенной длине кривошипа. Рассматривая перемещения ползуна из одного положения в другое, нетрудно увидеть, что при повороте кривошипа на равные углы ползун проходит разное расстояние: при движении от крайнего положения к среднему участки пути ползуна увеличиваются, а при движении от среднего положения к крайнему - уменьшаются. Это свидетельствует о том, что при равномерном движении кривошипа ползун движется неравномерно. Так скорость движения ползуна меняется от нуля в начале его движения и достигает наибольшей величины, когда кривошип и шатун образуют между собой прямой угол, затем снова уменьшается до нуля при другом крайнем положении.

Неравномерность хода ползуна вызывает появление сил инерции, оказывающих отрицательное влияние на весь механизм. В этом главный недостаток кривошипно-ползунного механизма.

В некоторых кривошипно-шатунных механизмах возникает необходимость в обеспечении прямолинейности движения поршневого штока 4. Для этого между кривошипом 1, шатуном 2 и ползуном 5 используют так называемый крейцкопф 3, воспринимающий на себя качательные движения шатуна (4 - шток промежуточный).

Эксцентриковый механизм. Подобно кривошипно-ползунному работает эксцентриковый механизм, в котором роль кривошипа выполняет эксцентрик, укрепленный на ведущем валу. Цилиндрическая поверхность экс - центрика 2 свободно охватывается хомутом 1 и бугелем 3, к которому прикреплен шатун 4, передающий во время вращения ведущего вала поступательное движение ползуну 5. В отличие от кривошипно-ползунного эксцентриковый механизм не может преобразовывать возвратно-поступательное движение ползуна во вращательное движение эксцентрика вследствие того, что между хомутом и эксцентриком, несмотря на наличие смазки, остается достаточное трение, чтобы препятствовать движению.

По этой причине эксцентриковый механизм применяют только в тех машинах, где необходимо вращательное движение преобразовывать в возвратно-поступательное движение и создавать небольшой ход исполнительному органу при значительных силах. К таким машинам относятся штампы, прессы и др.

Кривошипно-коромысловый механизм. Коромысло - звено рычажного механизма и представляет собой деталь в виде двуплечевого рычага, качающегося около средней неподвижной оси на стойке. Кривошип 1 может совершать вращательное движение. Кинематическая цепочка: криво шип 1, шатун 2 и коромысло 3, связанная шарнирными сочленениями, заставляет коромысло совершать качательные движения вокруг неподвижной оси на стойке.

Применяют кривошипно-коромысловый механизм в рессорных подвесках паровозов, вагонов, в конструкциях машин для испытания материалов, весов, буровых станков и др.

1.4 Кулисный механизм

Кулиса 1 - звено (деталь) кулисного механизма, снабженное прямолинейной или дугообразной прорезью, в которой перемещается небольшой ползун - кулисный камень 2. Кулисный механизм - рычажный механизм, преобразующий вращательное или карательное движения в возвратно-поступательное и наоборот. По виду движения различают кулисы: вращающиеся, качающиеся и прямолинейно движущиеся (3 - отверстие, через которое вставляется и удаляется кулисный камень).

Кривошипно-кулисный механизм. На рис. 38, I показано, что вокруг неподвижной оси вращается кривошип 3, шарнирно соединенный одним концом с ползуном (кулисным камнем) 2. При этом ползун начинает скользить (перемещаться) в продольном прямолинейном пазу, прорезанном в рычаге (кулисе) 1, и поворачивать его вокруг неподвижной оси. Длина кривошипа позволяет придать кулисе вращательное движение. Подобные механизмы служат для преобразования равномерного вращательного движения кривошипа в неравномерное вращательное движение кулисы, но если при этом длина кривошипа равна расстоянию между осями опор кривошипа и кулисы, то получается кривошипно-шатунный механизм с равномерно вращающейся кулисой.

Кривошипно-кулисный механизм с качающейся кулисой (рис. 38, II) служит для преобразования вращательного движения кривошипа 3 в качательное движение кулисы 1 и при этом происходит быстрый ход при движении ползуна в одну сторону и медленный - в другую. Механизм широко применяется в металлорежущих станках, например: в поперечно-строгальных, зубодолбежных и др.

Кривошипно-кулисный механизм с поступательно движущейся кулисой (рис. 38, III) служит для преобразования вращательного движения кривошипа 3 в прямолинейно-поступательное движение кулисы 1. В механизме кулиса может быть расположена вертикально или наклонно. Применяется такой механизм для малых длин хода и находит широкое применение в счетных машинах (синусный механизм)

1.5 Кулачковый механизм

Кулачок - деталь кулачкового механизма с профилированной поверхностью скольжения, чтобы при своем вращательном движении передавать сопряженной детали (толкателю или штанге) движение с заданным законом изменения скорости. Геометрическая форма кулачков может быть различной: плоской, цилиндрической, конической, сферической и болеесложной.

Кулачковые механизмы - преобразующие механизмы, изменяющие характер движения, В машиностроении широко распространены кулачковые механизмы, преобразующие вращательное движение в возвратно-поступательное и возвратно-качательное. Кулачковые механизмы (рис. 39 и 40), как и другие виды механизмов, подразделяют на плоские и пространственные.

Кулачковые механизмы применяют для выполнения различных операций в системах управления рабочим циклом технологических машин, станков, двигателей и т. д. Основным элементом системы газораспределения двигателя внутреннего сгорания является простейший кулачковый механизм. Механизм состоит из кулачка 1, штанги 2, связанной с рабочим органом, и стойки, поддерживающей в пространстве звенья механизма и обеспечивающей каждому звену соответствующие степени свободы. Ролик 3, устанавливаемый в некоторых случаях на конце штанги, не влияет на закон движения звеньев механизма. Штанга, совершающая поступательное движение, называется толкателем 2, & вращательное - коромыслом 4. При непрерывном движении кулачка толкатель совершает прерывное поступательное, а коромысло - прерывное вращательное движения.

Обязательным условием нормальной работы кулачкового механизма является постоянное касание штанги и кулачка (замыкание механизма). Замыкание механизма может быть силовым и геометрическим. В первом случае замыкание обычно обеспечивается пружиной 5, прижимающей штангу к кулачку, во втором - конструктивным оформлением толкателя, особенно, его рабочей поверхности. К примеру, толкатель с плоской поверхностью касается кулачка разными точками, потому его применяют только в случае передачи малых усилий.

В машинах легкой промышленности для обеспечения весьма сложного взаимосвязанного движения деталей,

В машинах легкой промышленности для обеспечения весьма сложного взаимосвязанного движения деталей, наряду с простейшими плоскими, применяют пространственные кулачковые механизмы. В пространственном кулачковом механизме можно увидеть типичный пример геометрического замыкания - цилиндрический кулачок с профилем в виде паза, в который входит ролик толкателя.

При выборе типа кулачкового механизма стараются остановиться на применении плоских механизмов, имеющих значительно меньшую стоимость по сравнению с пространственными, и во всех случаях, когда это возможно, используют штангу качающейся конструкции, так как штангу (коромысло) удобно устанавливать на опоре с применением подшипников качения. Кроме того, в этом случае габаритные размеры кулачка и всего механизма в целом могут быть меньше.

Изготовление кулачковых механизмов с коническими и сферическими кулачками является сложным техническим и технологическим процессом, а потому и дорогим. Поэтому такие кулачки применяют в сложных и точных приборах.

Подобные документы

Основные характеристики, способ действия и виды механизмов преобразования вращательного движения в поступательное или наоборот: винтовой, зубчато-реечный, кулачковый, кривошипно-шатунный, кулисный, эксцентриковый, храповой, мальтийский и планетарный.

презентация [3,7 M], добавлен 28.12.2010

Конструкция винтового механизма, используемого для преобразования вращательного движения в поступательное. Кинематические закономерности в зубчато-реечном механизме. Принципы работы кулачкового, кривошипно-шатунного, кулисного и храпового механизмов.

презентация [4,6 M], добавлен 09.02.2012

Применение шарнирно-рычажных механизмов, классификация звеньев по виду движения. Кулачковые механизмы: принцип действия, наименование звеньев. Многозвенные механические передачи. Трение в винтовой паре, цапфах и пятах. Расчет подшипников качения.

контрольная работа [388,7 K], добавлен 25.02.2011

Виды движений, их основные характеристики и передаточные механизмы. Вращательное движение в машинах. Разновидности передач, особенности устройства, специфика работы и сфера применения в технике. Достоинства и недостатки механизмов, их назначение.

реферат [5,7 M], добавлен 10.11.2010

Шарнирно-рычажные механизмы применяются для преобразования вращательного или поступательного движения в любое движение с требуемыми параметрами. Фрикционные - для изменения скорости вращательного движения или преобразования вращательного в поступательное.

реферат [1,1 M], добавлен 15.12.2008

Назначение и классификация батанных механизмов: кривошипные и с кулачковым приводом. Технологические и технические требования к механизмам. Схема батанного механизма челночного ткацкого станка. График направления движения батана, ускорения и сил инерции.

контрольная работа [711,5 K], добавлен 20.08.2014

Изучение и анализ деятельности предприятия легкой промышленности - швейной фабрики "Бердчанка". Функции, состав и оборудование экспериментального цеха, особенности подготовительного производства. Организация работы раскройного и швейного цехов фабрики.

Функция "чтения" служит для ознакомления с работой. Разметка, таблицы и картинки документа могут отображаться неверно или не в полном объёме!

1. Передаточные механизмы.

2. Передняя опора (шасси самолёта ТУ-4)

Введение КУЛИСА (франц . coulisse), звено кулисного механизма, вращающееся вокруг неподвижной оси и образующее с другим подвижным звеном (ползуном) поступательную пару. По виду движения различают кулисы вращающиеся, качающиеся, прямолинейно движущиеся.

КУЛИСНЫЙ МЕХАНИЗМ , рычажный механизм, в состав которого входит кулиса.

Кулисный механизм, шарнирный механизм, в котором два подвижных звена - кулиса и кулисный камень - связаны между собой поступательной (иногда вращательной при дуговой кулисе) кинематической парой. Наиболее распространённые плоские четырёхзвенные кулисные механизмы в зависимости от типа третьего подвижного звена делятся на группы: кривошипно-кулисные, кулисно-коромысловые, кулисно-ползунные, двухкулисные. Кривошипно-кулисные механизмы могут иметь вращающуюся, качающуюся или поступательно-движущуюся кулису. Кулисно-коромысловые механизмы, получающиеся из предыдущих при ограничении угла поворота кривошипа, выполняют с качающейся (рис. 1, а) и поступательно-движущейся (рис. 1, б) кулисой,

применяют для преобразования движения, а также в качестве т. н. синусных механизмов (рис. 1, в) счётно-решающих машин. Кулисно-ползунные механизмы предназначаются для преобразования качательного движения в поступательное или наоборот, а также используются в качестве тангенсного механизма в счётно-решающих машинах. В машинах находят применение двухкулисные механизмы (рис. 2),

обеспечивающие равенство угловых скоростей кулис при постоянном угле между ними. Это свойство используют, например, в муфтах, допускающих смещение осей соединяемых валов. Сложные многозвенные кулисные механизмы применяют для различных целей, например в системах регулирования наполнения цилиндров двигателей внутреннего сгорания, реверсивных механизмах паровых машин и др. 1.Передаточные механизмы

К передаточным относятся планетарный и кривошипношатунный механизмы. Эти механизмы позволяют осуществлять сложное движение.

В планетарном механизме вращательное движение превращается в планетарное, при котором деталь вращается вокруг своей оси и одновременно вокруг другой оси (например, так движутся планеты в пространстве — отсюда и название механизма).

Планетарный механизм (рис. 1.а) состоит из двух зубчатых колес: ведущего 1, которое называется солнечным, и ведомого 4, которое называется сателлит (их может быть несколько). Необходимыми условиями работы данного механизма являются жесткое соединение этих колес с помощью рычага — водила 2, который придает движение сателлиту, и неподвижность солнечному колесу 3. Планетарный механизм может быть выполнен на базе двух передач: зубчатой (а, б) с наружным или внутренним зацеплением или цепной (в). На базе цепной передачи можно передавать планетарное движение на большее расстояние, чем на базе зубчатой.

Рис. 2. Планетарные механизмы

Кривошипно-шатунный (кривошипно-ползунный, кривошипно-кулисный) механизм служит для превращения вращательного движения в возвратно-поступательное (рис. 2.). Механизм состоит из ведущего органа кривошипа 1, который на валу совершает вращательное движение, и шатуна 2, ползуна 3 (б) или кулисы,

Кулисная пара – это разновидность рычажных механизмов. Она преобразует вращательное движение в возвратно-поступательное или наоборот. При этом вращающееся звено может совершать не полный оборот. Тогда его называют качательным. Механизм состоит их двух основных звеньев- кулисы и ползуна. Один конец кулисы закреплен на неподвижной оси.

Кулисный механизм

Кулиса представляет собой прямой или изогнутый рычаг с прорезью, в которой скользит конец другого рычага. Он движется относительно кулисы прямолинейно. Кулисные механизмы бывают качающиеся, вращающиеся и прямые.

Кривошипно-кулисные механизмы способны обеспечивать высокую скорость линейного перемещения исполнительных органов. Характерным примером механизма кулисного типа служит система управления клапанами в автомобильных моторах, устройство управления реверсом парового двигателя и т. д.

Используются кулисные пары в металлообрабатывающих и деревообрабатывающих станках, там, где рабочий орган должен совершать многократные линейные перемещения с возвратным ходом.

Еще одна область применения- аналоговые вычислительные устройства, там кулисные пары помогают определять значения синусов либо тангенсов заданных углов.

Виды кулисных механизмов

В исходя из типа подвижного звена рычажной схемы в установках и подвижных узлах используются следующие виды кулисных пар:

Ползунный. Система рычагов, состоящая из четырех звеньев. Основные части- это кулиса и ползун с зафиксированной направляющей. Она дает ползуну единственную степень свободы, для совершения линейных перемещений. Качания кулисы превращаются устройством в линейное перемещение ползуна. Кинематическая схема обратима- возможно и обратное преобразование движения.
Кривошипный. Кривошипно-кулисного механизм построен по четырехрычажной кинематической схеме. Передает вращение кривошипа кулисе, также вращающейся или качающейся. Распространен в промышленных установках, например — в продольно-долбежных и строгальных. Для них применяют кривошипно-коромысловый механизм c вращающейся кулисой. Такая схема обеспечивает очень высокую скорость прямого ходя и медленный возврат. Применяется также в установках для упаковки.
Двухкулисный. В кинематической четырехзвенной схеме есть пара кулис. Передается вращение или качание через промежуточный рычаг. Передаточное число неизменно и всегда составляет единицу. Применяется в компенсирующих муфтах.
Коромысловый. Состоит из коромысла, кулисы и связывающего их шатуна. Позволяет располагать оси симметрии зон движения, ведущего и ведомого звеньев под углом около 60°. Находит применение в автоматизированных производственных линиях

Реже находит применение в транспортных средствах и некоторых измерительных приборах стоящий несколько особняком прямолинейно- направляющий или конхоидальный механизм.

Конструктивные особенности

Устройство является одним из подвидов кривошипно-шатунного механизма. Большинство кулисных пар построены по четырехзвенной кинематической схеме.

Третье звено определяет тип механизма: двухкулисный, ползунный, коромысловый или кривошипный.

Схема содержит как минимум две неподвижные оси и от одной до двух подвижных осей.

В середине кулисы располагается прорезь, по которой перемещается подвижная ось. К ней шарнирно закреплен конец (или другая часть) ползуна, коромысла или второй кулисы.

В зависимости от соотношения длин в каждый момент исполнительный орган может описывать как простые траектории (линейные, круговые или часть окружности), таки сложные в виде многоугольников или замкнутых кривых. Вид траектории определяется законом движения кинематической пары – функцией координат исполнительного органа от угла поворота оси, положения ползуна или от времени.

Принцип действия механизма

Принцип действия основывается на базовых законах прикладной механики, кинематики и статики, описывающий взаимодействие системы рычагов, имеющих как подвижные, так и неподвижные оси. Элементы системы полагаются абсолютно жесткими, но обладающими конечными размерами и массой. Исходя из распределения масс рассчитывается динамика кулисного механизма, строятся диаграммы ускорений, скоростей, перемещений, рассчитываются эпюры нагрузок и моментов инерции элементов.

Силы считаются приложенными к бесконечно малым точкам.

Рычажное устройство, имеющее два подвижных элемента (кулиса и кулисный камень) называют кинематической парой, в данном случае кулисной.

Чаще всего встречаются плоские схемы из четырех звеньев. Исходя из вида третьего звена рычажного механизма, различают кривошипные, коромысловые, двухкулисные и ползунные механизмы. Каждый из них обладает собственным способом преобразования вида движения, но все они используют единый прицеп действия- линейное или вращательное перемещение рычагов под действием приложенных сил.

Траектория движения каждой точки кривошипно кулисного механизма определяется соотношением длин плеч и рабочими радиусами элементов схемы.

Вращающееся или качающееся звено системы рычагов оказывает воздействие на поступательно движущееся звено в точке их сочленения. Оно начинает перемещение в направляющих, оставляющих этому звену только одну степень свободы, и движется до тех пор, пока не займет крайнее положение. Это положение соответствует либо первому фазовому углу вращающегося звена, либо крайнему угловому положению качающегося. После этого при продолжении вращения или качании в обратную сторону прямолинейно движущееся звено начинает перемещение в обратном направлении. Обратный ход продолжается до тех пор, пока не будет достигнуто крайнее положение, соответствующее либо полному обороту вращающегося звена, либо второй граничной позиции качающегося.

После этого рабочий цикл повторяется.

Если кулисный механизм, наоборот, преобразует поступательное движение во вращательное, взаимодействие осуществляется в обратном порядке. Усилие, передаваемое через сочленение от ползуна, прикладывается в стороне от оси вращения звена, обладающего возможностью поворота. Возникает крутящий момент, и вращающееся звено начинает поворачиваться.

Преимущества и недостатки кулисного механизма

Основным достоинством устройства служит его способность обеспечить высокую линейную скорость возвратного движения. Это свойство нашло применение в станках и механизмах, которые по условиям работы имеют холостой возвратный ход. Это прежде всего долбежные и строгальные станки. Применение кулисно-рычажного механизма привода позволяет существенно повысить общую эффективность использования установки, сократив время на непроизводительные такты.

Преимуществом двухкулисных систем, применяемых в аналоговых вычислительных устройствах, служит высокая надежность и стабильность их работы. Они отличаются высокой устойчивостью к таким факторам внешней среды, ка вибрации и электромагнитные импульсы. Это обуславливало их широкое применение в системах сопровождения целей и наведения вооружений.

Недостатком данной кинематической схемы является малые передаваемые усилия. Кривошипно-шатунная схема позволяет предавать в несколько раз большую мощность.

Недостатком аналоговых вычислительных устройств является исключительная сложность или даже невозможность их перепрограммирования. Они могут вычислять только одну, наперед заданную функцию. Для вычислительных систем общего назначения это неприемлемо. С развитием программно- аппаратных средств цифровой техники, повышением ее надежности и устойчивости к воздействиям внешней среды такие вычислительные системы сохраняются в нишах узкоспециальных применений.

Проектирование (производство) кулисного механизма

Несмотря на кажущуюся простоту устройств кулисного механизма, для того, чтобы он работал эффективно, требуется провести большую работу по его расчету и проектированию. При этом рассматриваются следующие основные аспекты:

производительность и КПД;
себестоимость производства и эксплуатации;
отказоустойчивость и межремонтный ресурс;
точность действия;
безопасность.

Учитывая сложность взаимовлияния этих аспектов друг на друга, расчет кривошипно-кулисного механизма представляет из себя многоступенчатую итеративную задачу.

В ходе проектирования проводят следующие виды расчета и моделирования:

расчет кинематики;
динамический расчет;
статический расчет.

Обычно проектирование и расчет разбивается на следующие этапы:

Определение требуемого закона движения расчетно-аналитическим или графоаналитическим методом.
Кинематическое моделирование. Выполнение общего плана, скоростного плана, графическое моделирование моментов инерции, графика энерго-массовых зависимостей.
Силовое моделирование. Построение плана ускорений, эпюр сил, приложенных к звеньям в нескольких положения.
Синтез кулисно-рычажного механизма. Построение графиков перемещения, скорости, ускорений графико-дифференциальным методом. расчет динамики кулисного механизма и его динамический синтез.
Проверка на соответствие закону движения. Окончательное профилирование кулис.
Проверка на соблюдение норм безопасности и охраны труда.
Выпуск чертежей.

Расчет и проектирование кулисного механизма долгое время представлял собой весьма трудоемкий процесс, требовавший большого сосредоточения и внимательности от конструктора. В последнее время развитие средств вычислительной техники и программных продуктов семейства CAD-CAE существенно облегчил все рутинные операции по расчету. Конструктору достаточно выбрать подходящую кинематическую пару или звено из поставляемых производителем программ библиотек и задать их параметры на трехмерной модели. Существуют модули, на которых достаточно отобразить графически закон движения, и система сама подберет и предложит на выбор несколько вариантов кинематической его реализации.

Область применения

Кулисные механизмы находят применение в тех устройствах и установках, где требуется преобразовать вращение или качание в продольно- поступательное перемещение или сделать обратное преобразование.

Наиболее широко они используются в таких металлообрабатывающих станках, как строгальные и долбежные. Важное преимущество кулисно-рычажного механизма, заключается в его способности обеспечивать высокую скорость движения на обратном ходе. Это дает возможность существенно повысить общую производительность оборудование и его энергоэффективность, сократив время, затрачиваемое на непроизводительные, холостые движения рабочих органов. Здесь же находит применение кулисный механизм с регулируемой длиной ползуна. Это позволяет наилучшим образом настаивать кинематическую схему исходя из длины заготовки.

Механизм конхоидального типа применяется в легком колесном транспорте, приводимом в действие ножной мускульной силой человека- так называемом шагоходе. Человек, управляющий машиной, имитируя шаги, поочередно нажимает на педали механизма, закрепленные на оси с одного конца. Кулисная пара преобразует качательное движение во вращение приводного вала, передаваемое далее цепным или карданным приводом на ведущее колесо.

В аналоговых вычислительных машинах широко применялись так называемые синусные и тангенсные кулисные механизмы. Для визуализации различных функции в них применяются ползунные и двухкулисные схемы. Такие механизмы использовались в том числе в системах сопровождения целей и наведения вооружений. Их отличительной чертой являлась исключительная надежность и устойчивость к неблагоприятным воздействиям внешней среды (особенно- электромагнитных импульсов) на фоне достаточной для решения поставленных задач точности. С развитием программных и аппаратных средств цифровой техники область применения механических аналоговых вычислителей сильно сократилась.

Еще одна важная сфера применения кулисных пар- устройства, в которых требуется обеспечить равенство угловых скоростей кулис при сохранении угла между ними. Муфты, в которых допускается неполная соосность валов, системы питания автомобильных двигателей, устройство реверса на паровом двигателе.

Назначение и конструкция кулисного механизма.

Кулисный механизм (рис. 1) является разновидностью кривошипно-шатунного механизма и применяется в строгальных и долбежных станках. Основной деталью кулисного механизма является кулиса 2, устанавливаемая на валу 13 и совершающая относительного него качательное движение. Сзади кулисы расположен кривошипный диск 5, в радиальном пазу которого перемещается палец 3 кривошипа, устанавливаемый в заданное положение винтом 4.

Рис. 1. Кулисный механизм:
1 — камень; 2 — кулиса; 3 — палец кривошипа; 4 — винт; 5 — кривошипный диск; 6 — валик; 7, 12 — втулки; 8 — эксцентрик механизма подач; 9 — стопорная гайка; 10 — станина; 11, 14, 15— зубчатые колеса; 13 — вал; R — радиус кривошипного пальца

Вращение винта осуществляется от валика 6 через коническую зубчатую передачу с колесами 14 и 15. Кривошипный диск при помощи хвостовика устанавливают в стенку станины 10. Вращение кривошипного диска осуществляется от привода станка через зубчатую передачу с колесом 11. Камень 1, установленный на пальце 3, входит в продольный паз кулисы, заставляя ее совершать качательное движение. Вилка, расположенная в верхней части кулисы, соединена с ползуном станка и при качании кулисы заставляет ползун перемещаться возвратно-поступательно в горизонтальной плоскости.

Одним из достоинств кулисного механизма является повышенная скорость обратного хода по сравнению со скоростью прямого (рабочего) хода, что особенно важно при использовании кулисного механизма в металлорежущих станках, где обратный ход является холостым.

Сборка кулисного механизма.

Технологический процесс сборки кулисного механизма состоит их трех сборочных операций: сборки кривошипного диска; сборки кулисы; общей сборки кулисного механизма.

Сборку кривошипного диска начинают с контроля посадочных размеров и геометрической формы отверстия кривошипного диска 5 и втулки 7 требованиям чертежа и только после этого производят ее запрессовку. Отверстие во втулке после ее запрессовки необходимо развернуть для восстановления геометрических размеров и формы. Затем на валике 6 устанавливают шпонку и вводят его в отверстие кривошипного диска. На конце валика монтируют коническое зубчатое колесо 15.

После сборки кривошипного диска его устанавливают в корпусе станины 10, монтируя на хвостовике эксцентрик 8 механизма подачи, и фиксируют положение стопорной гайкой 9.

Сборку кулисы начинают с контроля геометрических размеров и формы посадочных мест (вала кулисы 2 и отверстия под втулку и втулки 12, а также отверстия под вал кулисы в корпусе станины и вала 13 кулисы) требованиям чертежа. Кроме того, необходимо проверить перпендикулярность собранного кривошипного диска валу кулисы при помощи рамного уровня, устанавливаемого на вал 13 кулисы, который размещают в отверстии корпуса.

После выполнения контрольных операций в отверстие кулисы 2 запрессовывают втулку 12 и развертывают ее отверстие для восстановления первоначальных геометрических размеров и формы. Кулису 2 устанавливают на вал 13 и, используя шпоночное соединение, монтируют на валу зубчатое колесо 11, После этого, используя рамный уровень, проверяют перпендикулярность направляющих кулисы ее оси.

После установки кулисы в корпусе в ее направляющих размещают кулисный камень 1 так, чтобы он своим отверстием вошел в выступ пальца 3 кривошипа, и соединяют их винтом. После этого приступают к регулированию угла качания кулисы.

Регулирование угла качания кулисы осуществляется за счет изменения радиуса R кривошипного пальца (см. рис. 1). Для того чтобы изменить величину радиуса R, на квадратный конец валика 6 надевают рукоятку. Вращение рукоятки через зубчатую передачу с колесами 14 и 15 и винт 4 обеспечивают перемещение кривошипного пальца 3 вдоль радиусного паза кривошипного диска 5, изменяя эксцентриситет, а тем самым и угол качания кулисы, а следовательно, и длину хода ползуна.

Читайте также: