Основные виды механизмов

Все простейшие механизмы можно разделить: 1) на рычажные; 2) зубчатые; 3) кулачковые; 4) механизмы прерывистого движения; 5) винтовые и червячные; 6) фрикционные передачи и вариаторы; 7) комбинированные механизмы.

Первые шесть механизмов – простейшие. Из них состоят более сложные – комбинированные механизмы. Механизм, который выполняет в машине ту либо иную функцию, называют функциональным.

3. Строение механизмов. Кинематическая цепь. Классифика­ция звеньев и кинематических пар.

Звено – твердое тело, входящее в состав механизма и совершающее какой-либо вид механического движения.

Неподвижное звено-стойка.

Звено, со-ершающее вращательное движение с полным оборотом относительно

стойки, называется кривошипом; при невозможности совершить полный оборот – коромыслом. Звено с поступательным движением относительно стойки называется ползуном. Звено с плоским движением относительно стойки называется шатуном. Ползун, совершающий движение по подвижному звену, называется кулисным камнем, а само звено в этом случае называют кулисой.

Кинематическая пара – подвижное соединение двух соприкасающихся звеньев.

Кинематические пары бывают низшими и высшими.

Высшими называют кинематические пары, в которых звенья соприкасаются по линиям либо в точке.

Низшие пары – касание звеньев происходит по поверхностям

Систему звеньев образующих между собой кинематические пары называют кинематической цепью. Различают замкнутые и незамкнутые кинематические цепи.

4.Подвижность кинематиче­ской пары, кинематической цепи и механизма. Избыточные связи в механизмах. Манипуляторы. Структурный синтез и анализ механизмов.

Подвижность механизма – количество его обобщенных координат. Она показывает, сколько простых движений необходимо сообщить звеньям механизма, чтобы движение остальных звеньев было определенным(зависимым). Подвижность – основной параметр любого механизма.

число степеней подвижности плоского механизма: W = 3 n - 2 p1 -1 p2.

степень подвижности пространственного механизма:

W = 6*n – 5*p1 – 4*p2 – 3*p3*2´ p4*1´

Незамкнутые цепи образуют манипуляторы с двумя, тремя и более степенями

подвижности. Универсальный манипулятор – рука человека имеет 7 степеней подвижности.

Избыточные связи приводят к снижению долговечности, хотя точность позиционирования (за счет выборки зазоров) может увеличиваться. Связи можно специально ввести для увеличения точности, либо устранить и увеличить долговечность при чрезмерных допусках, либо повысить требования к допускам. Избыточные связи устраняют, заменяя те или иные кинематические пары на более подвижные. Устранение избыточных связей актуально в механизмах с интенсивным износом.

Структурным синтезом механизма называется проектирование структурной схемы механизма которая состоит из неподвижных и подвижных звеньев и кинематических пар.

Структурный анализ-определение количества звеньев и кинематических пар определение степени подвижности механизма.

5. Рабочий и кинематические циклы. Цикловая, технологиче­ская и фактическая производительность машин. Коэффициент производительности.

Современные технологические машины(они главный предмет нашего рассмотрения) производят конечный продукт(штуки, изделия и др.), характеризующийся завершенностью набора технологических операций

(движений) по его изготовлению и повторяемостью набора для изготовления каждого изделия. В этих условиях работу машин следует рассматривать как циклическую, а указанный набор технологических операций считать технологическим циклом. Обозначим Тц – время одного технологического цикла(мин/изделие). Тогда производительность выразится как частота повторений технологического цикла машины в единицу времени Вводя понятие главного вала машины(реального либо воображаемо-го)как тела, совершающего за время технологического цикла один полный оборот, нетрудно придти к выводу, что частоту вращения этого вала также можно выразить через время технологического цикла: Часть машины, расположенную между главным валом и двигателем, будем называть приводом. За время технологического цикла Т ц обрабатывающий инструмент

машины, связанный с ее исполнительным органом, совершает рабочий и холостой ходы. Первый предназначен для преодоления технологических усилий, второй– для возвращения инструмента в исходное положение. Обозначим – время рабочего и холостого ходов инстру-мента. Тогда: При проектировании машин стремятся так распределить время

называют коэффициентом производительности, который считают показателем технического совершенства конструкций машин. Он показывает,

какая часть времени технологического цикла является полезной, т.е. «про-изводительной». В силу сказанного, должно быть: Рассмотрим, какие параметры машинных технологий диктуют необ-ходимость иметь ту или иную величину скорость обра-ботки изделий определяется механическими свойствами материалов и используемым инструментом. При удачном их сочетании обеспечивается не-обходимое качество.Технологическим параметром здесь может служить, и часто действительно служит, средняя скорость обработки. Фактическая производительность машин определяется в основном принятой технологией производства и организацией выполнения механизированных работ, смежных процессов и строительства в целом. Цикловаяпроизводительность характеризует возможности выпуска продукции на линии при реальном ее конструктивном воплощении и условии бесперебойной работы. Технологическая производительность машины определяется количеством готовой продукции, которое могла бы выпускать машина в единицу времени при отсутствии внецикловых и цикловых потерь времени. Такая производительность характерна, например, для машин непрерывного действия, в которых рабочие органы непрерывно воздействуют на обрабатываемые объекты.

6. Режимы движения машины. Механическая характеристика асинхронного электродвигателя. Диаграмма полезных нагру­зок. Установившееся движение и его цикл. Цикловой КПД. Оценка энергопотребления. Выбор приводного электродвига­теля.

В технологических машинах в качестве двигателя наиболее часто используют короткозамкнутый асинхронный электродвигатель. Он простой,

малогабаритный, имеет незначительную массу, но трудно регулируется. Двигатель выбирается по среднецикловой мощности и синхронной частоте из каталогов. Энергопотребление находится как отношение работы двигателя за все циклы к его КПД.

Механическая характеристика асинхронного короткозамкнутого электродвигателя Устойчивая ветвь характеристики отличается тем, что при возрастании нагрузки на двигатель его обороты падают(до n опрокидывающего).Если момент на двигатель больше М опрокидывающего, осуществляется переход на неустойчивую ветвь характеристики и двигатель может остановиться. При номинальных оборотах величина отставания ротора от поля статора определяется величиной скольжения:

где n – синхронная частота вращающегося ротора при отсутствии нагрузки(частота вращения магнитного поля индуктора). Синхронная частота асинхронного двигателя: