Угол поворота звёздочки 7 страница

.

Рисунок 3. Законы движения звёздочки:

а – график угла поворота; б – график угловой скорости

Соответственно передаточному числу на участке равномерного движения должны быть подобраны радиусы и начальных окружностей:

.

2) Если паз, в который входит первая цевка, очерчен эпициклоидой (теоретический профиль) (рисунок 4), то для безударного начала зацепления центр А₀ первой цевки в это мгновение должен располагаться в точке касания окружности а радиуса r₁, проведенный из центра 0₁ и эпициклоиды э первого ряда звездочки. Угол между линией центров и радиусом , проведенным через основание эпициклоиды, есть угол поворота звездочки в период разгона и соответствует углу поворота цевочного колеса. Закон движения звездочки в период разгона можно получить следующим образом.

Рисунок 4. Профилирование первого зуба звездочки и определение закона движения в период разгона (а); звездчатая передача с двумя периодами движения (б): 1 – цевочное колесо с двумя группами цевок; 2 - звездочка

Разделим дугу на несколько равных частей (например, на четыре части) точками и проведем через эти точки окружностей с центром в точке до пересечения с эпициклоидой э. Из точек пересечения и на окружности С сделаем засечки радиусом r₁. Полученные точки и показывают положение центра цевочного колеса в обращении движении при его повороте на углы 1/4 , 1/2 , 3/4 и . Дуги , , , соответствуют искомым углам поворота звездочки в период разгона.

Рассмотрим основные кинематические соотношения звездчатого механизма для этого случая.

Угол поворота цевочного колеса в период движения звёздочки

,

где - центральный угол цевочного колеса, соответствующий шагу; z - число цевок.

.

Среднее передаточное число за весь период движения

.

Отношение времени движения звёздочки ко времени её покоя (остановок)

.

Вопросы для самоконтроля:

1. Чем является напряжение?

2. Какие различают напряжения?

3. Что такое деформация?

4. Объясните понятие относительная деформация при сдвиге?

5. Назовите единицу измерения напряжения?

6. Запишите формулу для определения напряжения?

7. Что такое упругость?

8. Что вы понимаете под адгезией и аутогезией?

9. Как определяется адгезия?

10. Что такое пластичность и вязкость?

11. На какие системы предложил разделить П.А. Ребиндер?

Рекомендуемая литература

1. Соколов В.М. Основы расчета и конструирования машин и аппаратов пищевых производств. - М.: Колос, 1992-399 с.

2. Соколов В.М. Основы расчета и конструирования деталей и узлов пищевого оборудования. - М.: Машиностроение. 1970-422 с.

3. Харламов С.В. Практикум по курсу “Расчет и конструирование машин и аппаратов пищевых производств”. - Л.: Машиностроение.1971-200 с.

Лекция 22. Механизмы фиксации.

Содержание лекционного занятия:

1. Область применения.

2. Схемы механизмов фиксации.

1) Большое значение для нормальной работы автомата имеет точное относительное расположение обрабатываемого материала и соответствующих рабочих органов. При движении транспортирующего органа в многопозиционных автоматах с прерывистым движением главного транспортирующего органа точность поворота зависит от точности из­готовления отдельных узлов машины.

Чтобы исключить влияние случайных факторов и неточность изго­товления узлов на работу машины, применяют специальные устройст­ва — фиксаторы. Фиксацию можно выполнить одним (рис. 1, а, б) или двумя фиксаторами (рис. 1, в).

Рис. 1. Схемы механизмов фиксации.

2) Как правило, привод фиксаторов осуществляется от распредели­тельного вала, связанного с фиксатором системой рычагов. Схемы при­водов фиксаторов приводятся на рис. 1.

Простой клиновой фиксатор (рис. 1, а) не обеспечивает доста­точно точной фиксации. На точность фиксации влияют зазоры в на­правляющих самого фиксатора. Этот недостаток можно устранить при­менением фиксатора с разрезными сторонами (рис. 1, б). Наибольшую точность фиксации обеспечивают механизмы двойной фиксации (рис. 1, в). Фиксирование осуществляется фиксатором 1, положе­ние обрабатываемого материала в пространстве определяется фикса­тором 2.

Вопросы для самоконтроля:

1. Чем является напряжение?

2. Какие различают напряжения?

3. Что такое деформация?

4. Объясните понятие относительная деформация при сдвиге?

5. Назовите единицу измерения напряжения?

6. Запишите формулу для определения напряжения?

7. Что такое упругость?

8. Что вы понимаете под адгезией и аутогезией?

9. Как определяется адгезия?

10. Что такое пластичность и вязкость?

11. На какие системы предложил разделить П.А. Ребиндер?

Рекомендуемая литература

1. Соколов В.М. Основы расчета и конструирования машин и аппаратов пищевых производств. - М.: Колос, 1992-399 с.

2. Соколов В.М. Основы расчета и конструирования деталей и узлов пищевого оборудования. - М.: Машиностроение. 1970-422 с.

3. Харламов С.В. Практикум по курсу “Расчет и конструирование машин и аппаратов пищевых производств”. - Л.: Машиностроение.1971-200 с.

Лекция 23. Расчет и конструирование механизмов фиксации.

Содержание лекционного занятия:

1. Определение основных параметров механизмов фиксации.

1. Основная роль пружины при силовом замыкании сво­дится к обеспечению контакта и рабочего профиля фиксатора в течение всего периода возвращения. Если пружина подобрана неправильно, то возможен разрыв кинематической цепи и, следователь­но, нарушение нормальной работы механизма.

В период работы фиксатора пружина в зависимости от кон­струкции узла может работать на сжатие или на растяжение.

В обоих случаях зависимость силы Р_п цилиндрической пружины от ее деформации бывает линейной и описывается уравнением

,

где - предварительное натяжение пружины, предварительной деформацией ; - жесткость пружины; l - деформация пружины.

Чтобы подобрать пружину, отвечающую требованиям нормальной работы механизма фиксации с силовым замыканием, необходимо по­строить график суммарной силы, действующей на толкатель, т. е. силы , где перемещение толкателя, и совместить его с графиче­ской характеристикой пружины. Существуют несколько методов построе­ния графической зависимости , выбор одного из которых опре­деляется условиями работы механизма.

Рассмотрим методы определения характеристик пружины. Фиксатор находится под дей­ствием следующих сил:

- реакция звена 3, найденная при кинетостатическом расчете груп­пы 3 - 4 с учетом технологической силы и сил инерции;

— реакция толкателя, проходящая через центр качания;

— реакция пружины, работающей на растяжение;

— реакция фиксатора, направленная по нормали к профилю. Из условий динамического равновесия фиксатора

В правой части этого уравнения силы считаются положительными, если их момент соответствует направлению удаления фиксатора. Для силы положительным принято считать обратное направление.

Минимальное значение силы , при котором еще обеспечи­вается замыкание кинематической цепи (), равно

Отношение характеризует запас пружины, гарантирующий от размыкания кинематической цепи.

Определяя последовательно значения силы для достаточно большого числа положений механизма в период удаления и возвращения и измеряя одновременно для каждого положения длину l = OD, по­строим график . На этом графике кривая 1 соответствует периоду удаления, а кривая 2 - периоду возвращения. Так как не может быть меньше нуля, то сила должна быть боль­ше на величину

Для определения характеристики пружины совмещаем графики и . Зависимость представлена наклонной прямой 3 с угловым коэффициентом, равным

,

где и - соответственно масштабы по осям ординат и абсцисс.

Ха­рактеристика пружины, обес­печивающая заданный ко­эффициент запаса, должна касаться кривой . Из бесчисленного множества характеристик должна быть выбрана такая, при которой разность меньше, так как эта величина характеризует наибольшее дав­ление фиксатора:

Кроме того, при выборе характеристики пружины должны быть учте­ны конструктивные возможности. При чрезмерно «мягких» характери­стиках (мало значение жесткости с, прямая а на рисунке 10) обычно воз­никают меньшие давления фиксатора, но требуется большая длина пружины, так как .

Пружины обычно подбирают по справочникам, в которых заданы для каждой винтовой пружины - допустимая сила и жесткость одного или десяти витков. В этом случае по ориентировочному зна­чению выбирают диаметр пружины D и диаметр проволоки d, при которых . Затем определяют число рабочих витков

,

где определяется по и ориентировочным значениям и . Длина рабочей части свободной пружины , где - зазор между витками.

Вопросы для самоконтроля:

1. Чем является напряжение?

2. Какие различают напряжения?

3. Что такое деформация?

4. Объясните понятие относительная деформация при сдвиге?

5. Назовите единицу измерения напряжения?

6. Запишите формулу для определения напряжения?

7. Что такое упругость?

8. Что вы понимаете под адгезией и аутогезией?

9. Как определяется адгезия?

10. Что такое пластичность и вязкость?

11. На какие системы предложил разделить П.А. Ребиндер?

Рекомендуемая литература

1. Соколов В.М. Основы расчета и конструирования машин и аппаратов пищевых производств. - М.: Колос, 1992-399 с.

2. Соколов В.М. Основы расчета и конструирования деталей и узлов пищевого оборудования. - М.: Машиностроение. 1970-422 с.

3. Харламов С.В. Практикум по курсу “Расчет и конструирование машин и аппаратов пищевых производств”. - Л.: Машиностроение.1971-200 с.

Лекция 24. Рычажно-зубчатые механизмы.

Содержание лекционного занятия:

1. Конструкция рычажно-зубчатых механизмов.

2. Схемы рычажно-зубчатых механизмов.

1. Валики для подачи рулонных оберточных материалов к ножницам, отрезающим заготовку, часто приводятся в движение рычажно-зубчатым механизмом (рис. 1). Этот механизм обеспечивает периодиче­ское движение ведомого звена с мгновенной остановкой его в соответ­ствующий момент.

Механизм состоит из ведущего кривошипа а, шатуна b, коромысла c, неподвижного звена d и трех зубчатых колес k, е и f; колеса k и f имеют равные размеры. Колесо k жестко соединено с кривошипом а, колесо е свободно вращается на валике В звена b, колесо f жестко закреплено на валу С и является ведомым звеном механизма.

Введем следующие обозначения:

а, b, с, d — длины звеньев шарнирного четырехзвенника ОАВС;

r_k, r_e, r_f — радиусы начальных окружностей зубчатых колес k, e и f;

α, β, γ, δ — углы между соседними звеньями шарнирного четырехзвен­ника ОАВС;

θ — угол поворота колеса f;

φ — угол между продолжениями направлений шатуна b и непод­вижного звена d;

ω _a — угловая скорость ведущего кривошипа а;

ω _f — угловая скорость ведомого колеса f;

р — длина диагонали АС.

2) Повернем кривошип ОА (рис. 1, б) из положения ОА₁ харак­теризуемого углом α₁ в положение ОА₂, характеризуемое углом α₂. Тогда шатун АВ перейдет из положения А₁В₁ в положение А₂В₂ и коромыс­ло СВ из положения СВ₁ в положение СВ₂.

4

На чертеже показаны углы между соседними звеньями четырехзвен­ника в двух рассматриваемых положениях β₁ и β₂, γ₁ и γ₂, δ₁ и δ₂.

Вопросы для самоконтроля:

1. Чем является напряжение?

2. Какие различают напряжения?

3. Что такое деформация?

4. Объясните понятие относительная деформация при сдвиге?

5. Назовите единицу измерения напряжения?

6. Запишите формулу для определения напряжения?

7. Что такое упругость?

8. Что вы понимаете под адгезией и аутогезией?

9. Как определяется адгезия?

10. Что такое пластичность и вязкость?

11. На какие системы предложил разделить П.А. Ребиндер?

Рекомендуемая литература

1. Соколов В.М. Основы расчета и конструирования машин и аппаратов пищевых производств. - М.: Колос, 1992-399 с.

2. Соколов В.М. Основы расчета и конструирования деталей и узлов пищевого оборудования. - М.: Машиностроение. 1970-422 с.

3. Харламов С.В. Практикум по курсу “Расчет и конструирование машин и аппаратов пищевых производств”. - Л.: Машиностроение.1971-200 с.

Лекция 25. Расчет и конструирование рычажно-зубчатых механизмов.

Содержание лекционного занятия:

1) Расчет рычажно-зубчатого механизма.

2) Пример расчета размеров механизма.

1)Определяем угол поворота колеса f, соответствующий углу поворота кривошипа ОА из положения OA₁ в положение ОА₂, т.е. углу (α₂—α₁). Для этого отбросим мысленно шарнир О и переместим механизм из поло­жения ОА₂В₂С, сохраняя углы γ₂ и δ ₂, в положение 0'А'В₁С, т.е. повер­нем механизм вокруг центра С до тех пор, пока звено СВ₂ не перейдет в положение СВ₁. При таком перемещении колесо е не будет вращаться относительно своей оси, и колесо f, находящееся в зацеплении с коле­сом е. повернется на угол (β₂ – β₁).

Затем, сохраняя угол γ₂, повернем вокруг центра B₁ звенья 0'А'В₁ в положение 0"А₁В₁ с тем, чтобы шатун А'В₁ оказался в положении А₁В₁. При таком перемещении колесо е повернется вокруг своей оси на угол (δ₁—δ₂), а колесо f с учетом соотношения радиусов колес повер­нется на угол

Наконец, повернем вокруг центра А₁ кривошип из полученного поло­жения А₁0" в первоначальное положение А₁0, т.е. на угол (δ₁—δ₂). При этом колесо f повернется на такой же угол, поскольку радиусы ко­лес k и f равны.

В результате этих трех частичных вращений колесо f попадает в положение, характеризуемое углом поворота θ₁. Следовательно, угол пово­рота колеса f, соответствующий углу поворота кривошипа (α₂—α₁), равен

Для бесконечно малого угла поворота

При этом следует иметь в виду, это значение отрицательно, если δ₁ > δ₂.

Отношение угловых скоростей ведомого и ведущего звеньев рассматриваемого рычажно-зубчатого механизма имеет вид

Из рис. 1, а

Дифференцируя эти уравнения, получим

;

Подставив значения dγ и dδ в формулу, получим

Так как ; , то

и

Учитывая, что при равенстве размеров колес k и f шатун b и коро­мысло с имеют одинаковую длину, из равнобедренного треугольника ABC (рис. 1, а) найдем, что

Дифференцируя это выражение по переменной α, получим

Таким образом, в рассматриваемом механизме должно быть такое соотношение размеров звеньев:

При этом соотношении размеров звеньев из уравнения по­лучим: при отношение , при отношение .

2)Из указанных выше сообра­жений число зубьев колеса k принято равным и модуль зацеп­ления мм.

Тогда

мм.

Принимаем мм.

Тогда по формуле мм.

Из формул

мм;

мм.

Вопросы для самоконтроля:

1. Чем является напряжение?

2. Какие различают напряжения?

3. Что такое деформация?

4. Объясните понятие относительная деформация при сдвиге?

5. Назовите единицу измерения напряжения?

6. Запишите формулу для определения напряжения?

7. Что такое упругость?

8. Что вы понимаете под адгезией и аутогезией?

9. Как определяется адгезия?

10. Что такое пластичность и вязкость?

11. На какие системы предложил разделить П.А. Ребиндер?

Рекомендуемая литература

1. Соколов В.М. Основы расчета и конструирования машин и аппаратов пищевых производств. - М.: Колос, 1992-399 с.

2. Соколов В.М. Основы расчета и конструирования деталей и узлов пищевого оборудования. - М.: Машиностроение. 1970-422 с.

3. Харламов С.В. Практикум по курсу “Расчет и конструирование машин и аппаратов пищевых производств”. - Л.: Машиностроение.1971-200 с.

Лекция 26. Составление технологической схемы и карты машины.

Содержание лекционного занятия:

1. Составление технологической схемы машины.

2. Составление технологической карты машины.

1. Составление технологической схемы и технологической карты машины является одним из главных этапов при конструировании машин. Технологические схема и карта машины — важные части документации созданной ма­шины. Они разрабатываются инженерно-техническими работни­ками конструкторских организаций при выполнении техниче­ского проекта, а также дорабатываются и уточняются при выполнении рабочего проекта.

Технологической схемой машины называется гра­фическое изображение основных и вспомогательных технологи­ческих операций и их элементов в порядке последовательного их выполнения на данной машине.

Технологический процесс, выполняемый машиной, уже су­ществующей или еще только создаваемой, состоит из одной или нескольких технологических операций. Некоторые из операций можно выполнить одним рабочим органом, другие — несколь­кими рабочими органами при строгой согласованности (син­хронизации) их перемещений. Технологическая операция может быть разделена на несколько элементов, каждый из которых выполняется самостоятельным рабочим органом. В ряде случаев, для того чтобы технологический процесс мог быть выполнен при помощи машины, его приходится разделять на иные, чем при ручной работе, операции, изменять порядок их выполнения.

Анализ условий работы отдельных механизмов и их роли в выполняемом машиной технологическом процессе значительно облегчается при наличии технологических схемы и карты иссле­дуемой машины.

Правильно оформленные технологические схема и карта машины должны давать исчерпывающее представление о по­следовательности выполнения операций, о положении обраба­тываемых предметов или перерабатываемого сырья внутри ма­шины в периоды воздействия на них рабочих органов, о коли­честве рабочих органов, их движении (в первом приближении), о системе транспортировки объектов или сырья в машине, о рас­пределении операций обработки между позициями и т. п. В ко­нечном итоге технологические схема и карта определяют взаимо­действие рабочих органов и обрабатываемых объектов.

Разработка технологических схемы и карты машины является первой и наиболее ответственной задачей при ее расчете и кон­струировании, так как при этом определяются основные пара­метры, структура, кинематика, конструкция рабочих органов, последовательность и синхронность выполнения операций, условия эксплуатации, технико-экономические показатели и т. п.

Выбор технически рациональной и экономически эффектив­ной технологической схемы машины является сложной задачей.

Для того, чтобы научиться синтезировать такие схемы, необ­ходимо сначала научиться их составлять на основе уже рабо­тающих машин.

Дата добавления: 2015-04-30