3. Примеры механизмов
На рис. 2, а представлен плоский шарнирный четырёхзвенный механизм, который служит для преобразования одного вида вращательного движения в другое и может быть в зависимости от размеров звеньев кривошипно-коромысловым, двухкривошипным и двухкоромысловым. Применяется в прессах, ковочных машинах, качающихся конвейерах, прокатных станах, муфтах сцепления, приборах и т.д. На рис. 2,б приведена структурная (принципиальная) схема этого механизма.
На структурных
схемах звенья обозначают цифрами, а
пары и различные точки звеньев –
буквами; например,
– вращательная пара звеньев 1, 4,
–точка (центр масс) звена 2. Звено 1 –
кривошип, является входным или ведущим
звеном, на это указывает стрелка с
обозначением скорости
.
Звено 2 – шатун, звено 3 – коромысло,
звено 4 – стойка. Неподвижность звена
показывают на схемах открытой штриховкой.
,
,
и D – вращательные
кинематические пары V класса.
Рис.2
На рис. 2, в показана структурная схема кривошипно-ползунного механизма. Он является основным механизмом в поршневых машинах (двигатели внутреннего сгорания, компрессоры, насосы), в ковочных машинах и прессах и т.д. Звено 1 – кривошип, 2 – шатун, 3 – ползун, 4 – стойка. D – поступательная кинематическая пара V класса, образованная звеньями 3 и 4. Остальные пары – вращательные V класса.
На рис. 2, г показана схема одного из видов кулисного механизма, который служит для преобразования одного вида вращательного движения (звена 1) в другое (звена 3). Применяется в строгальных, долбежных станках, поршневых насосах и компрессорах, приборах и т.д. Кулисой называют звено с пазом, по которому перемещается ползун (кулисный камень) 2. Кулиса 3 может быть качающейся, вращающейся, движущейся поступательно.
Разновидностью кулисного механизма является механизм с гидроцилиндром, называемый гидрорычажным механизмом (рис. 2, д), в котором кулису с камнем заменяет гидроцилиндр 1 с поршнем 2, являющимся входным звеном. Такие механизмы используются часто в стойках шасси самолетов. Механизмы на рис. 2, а…2, д являются плоскими с низшими парами и представляют собой замкнутые кинематические цепи.
На рис. 2, е представлена схема незамкнутой кинематической цепи, в которой звено 5 имеет только одну кинематическую пару – либо со звеном 2, либо со звеном 4.
Среди механизмов (плоских и пространственных) с высшими парами наибольшее распространение получили зубчатые, кулачковые, фрикционные, храповые и мальтийские механизмы.
Рис.3
На рис. 3, а представлен простейший зубчатый механизм, в котором звено 1 – шестерня и звено 2 – колесо образуют внешнее зацепление (высшую пару). В кулачковых механизмах (рис. 3, б) высшая пара образована звеньями, называемыми – кулачок и ролик (звенья 1 и 3). Замыкание высшей пары может быть силовое (например, пружиной 5, как на рис. 3, б) или геометрическое, когда ролик 3 толкателя 2 перемещается в пазу кулачка. Форма входного звена – кулачка определяет закон движения выходного звена – толкателя; ролик применяют с целью уменьшить трение в механизме путем замены трения скольжения в высшей паре на трение качения.