Дәріс. Тақырып: Жұдырықша механизмдері және олардың негізгі түрлері

Тақ ырып: Жұ дырық ша механизмдері жә не олардың негізгі тү рлері. Цикл диаграммалар. Жұ дырық шаның профилін есептеу.

Қ арапайым жұ дырық ша механизмі ү ш буыннан қ ұ рылады: жұ дырық ша 1, штанга 2, жә не тірек (1 - сурет). Ә детте штанга мен жұ дырық ша қ ұ ратын жұ пта пайда болатын сырғ анау ү йкеліс кү шін домалау ү йкеліс кү шімен ауыстыру ү шін штанганың соң ына ролик (3) орналастырылады. Ролик механизмнің қ озғ алыс заң ын ө згертпейді. Сондық тан, ролигі бар механизм ү ш буынды жұ дырық ша механизмі деп аталады. Кө п жағ дайларда жұ дырық ша жетекші буын, ал штанга жетектегі буын болады. Жұ дырық ша ә рқ ашан да жетекші буын болып табылады, ал жетектегі буын 2 штанга деп аталады. Егер буын штанга 2 іргерілемелі қ озғ алыста болатын болса, онда оны итергіш (1, a - сурет), ал егер буын штанга 2 айналмалы қ озғ алыста болатын болса, онда кү йенте деп аталады (1, b - сурет). Жетекші жә не жетектегі буындардың қ озғ алыс траекторияларының орнына қ арай, жұ дырық ша механизмдері жазық жә не кең істік болып екі топқ а бө лінеді.

Жұ дырық ша механизмдері жә не цикл диаграммалары.

a) b)

a b c d

a – ілгерілей қ озғ алатын штанга; b – тербелмелі қ озғ алатын штанга

1 – сурет

1 – суретте жұ дырық шалы механизмдердің мысалдары келтірілген, мұ ндағ ы жұ дырық ша (1) профилінің қ исық тығ ы айнымалы болып келген буын, жетектегі буыны (2) ілгерілмелі немесе айналмалы қ озғ алыста болады. Егер штанганың ілгерілемелі қ озғ алыс ө сі жұ дырық шаның айналу центрі арқ ылы ө тсе, онда жұ дырық ша механизмі аксиалдық механизм деп аталады (e = 0). Егер штанганың ілгерілемелі қ озғ алыс ө сі жұ дырық шаның айналу центрі арқ ылы ө тпесе, онда жұ дырық ша механизмі дезаксиалды механизм болып аталады (e ¹ 0) (1, а – сурет).

Осындай типті механизмдер іштен жанатын двигательдердің қ ақ анақ реттеуші тетіктерінде жә не газды, ауаны, буды қ ысатын машиналарда кө п кездеседі.

Штанга жә не жұ дырық ша жоғ арғ ы кинематикалық жұ п қ ұ рады. Мұ ндай жұ птардың элементтері ә ртү рлі геометриялық формада болады. 2 – суретте қ арастырылатын жұ птардың типті элементтері ілгерілей қ озғ алатын жетектегі звено штанга (итергіш) болатын механизм кө рсетілген. Ә сер кү штерінің шамалары аз болғ анда, жетектегі буыны сү йір ұ шты штанга типті жұ п (2, а – сурет) қ олданылады. Тербелмелі штанга жұ дырық шамен жанасатын айналмалы қ озғ алыста болатын роликпен жабдық талады (2, б – сурет).

Кейбір жағ дайларда штанганың жұ мыс жасайтын беті жазық тық тү рінде орындалады (3 – сурет). Бұ л механизмде штанга жұ дырық шамен ө зінің ә р нү ктелерінде жанасады. Штанга берілген қ озғ алысты орындау ү шін, жұ дырық шамен ү немі жанасуда болуы керек.

Айналмалы қ озғ алыстағ ы жұ дырық ша механизмдердің негізгі тү рлері

a) b) c) d)

2 сурет

Жұ дырық ша нү ктелерімен жанасатын штанга

3 – сурет

Ә детте екі тү рлі жұ п тұ йық талу типі қ олданады: кү штік жә не геометриялық. Бірінші жағ дайда жоғ арғ ы кинематикалық жұ птың кү штік тұ йық талуы кө бінесе пружиналар кө мегімен жү зеге асырылады (3 - сурет). Жұ птың геометриялық тұ йық талуы жұ дырық ша конструкциясына байланасты. Жазық пазды жұ дырық ша роликпен жабдық талғ ан жетектегі буынды механизмдер ү шін ғ ана қ олдануғ а жарамды. Мұ нда ролик ө з ара эквидистантты, яғ ни нормаль бойынша бірдей қ ашық тағ ы қ исық тар дө ң гелете сызылғ ан паз арқ ылы сырғ анайды. Жұ дырық шалы механизмдердің басқ а тү рлерінің қ ос роликті итергіші бар жұ дырық шалы механизм, жазық жақ таулы итергіші бар жұ дырық шалы механизмі жә не тағ ы басқ алары белгілі. Мұ ндай механизмдер жетектегі буынның нү кте траекторияларын жә не қ озғ алыстың берілген заң дылық тарын орындауғ а кең мү мкіндік туғ ызады. Мұ нда жанасу аймағ ына едә уір меншікті қ ысым пайда болады жә не жоғ арғ ы жұ птар тө менгі жұ птарғ а қ арағ анда тезірек тозады. Осығ ан қ арамастан қ азіргі автомат машиналарда жұ дырық шалы механизмдер кө п қ олданалады.

Цик диаграммалары

Жұ дырық шалы механизмнің жетектегі буыны қ озғ алысы белгілі уақ ыт аралығ ында қ айталанады, бұ ндай қ озғ алысты цикл қ озғ алысы деп айтады. Жұ дырық шалы механизмнің жетектегі буыны қ озғ алысының циклы екі типке бө лінеді: орын ауыстыру жә не тоқ тау. Ә рбір типтің саны жә не ұ зақ тығ ы ә р тү рлі болады. Цикл қ озғ алысының қ ұ рылысын оның цикл диаграммасы анық тайды (1 - сурет).

Жетектегі буын (итергіш) ә рқ ашан ұ зік – ұ зік қ озғ алыста болады, оның жылдамдығ ы ә рбір уақ ыт аралық соң ында нө лге тең. Жалпы жағ дайда қ озғ алыс аралық тары (интервал) ү ш сипаттама аймақ тан тұ рады:

1) ү демелі қ озғ алыс: жетектегі буынның жылдамдығ ы нө лден бастап максимум шамағ а дейін ө седі u_max; жылдамдық ө су уақ ытын t₁, ал жү рген жолын - s ₁ ә ріптерімен белгілейміз;

2) бірқ алыпты қ озғ алыс: жетектегі буынның жылдамдығ ы u = u_max = const; уақ ытын t₂, ал жү рген жолын - s ₂ ә ріптерімен белгілейміз;

3) кемімелі қ озғ алыс: жетектегі буынның жылдамдығ ы интервал соң ында нө лге дейін тө мендейді; уақ ытын t₃, ал жү рген жолын - S ₃ ә ріптерімен белгілейміз.

Қ озғ алыстың уақ ыт интервалы кейбір жеке жағ дайда екі немесе бір аймақ тан тұ рады. Сонымен, орын ауыстыру интервалы ү ш аймақ ты, екі ү ш аймақ ты t₂ = 0 жә не бір аймақ ты (t₂ = 0 жә не t₃ = 0) болып бө лінеді (4 - сурет).

Тахограммалары u = f (t):

a – ү ш аймақ ты; b – екі аймақ ты c – бір аймақ ты

4 – сурет

Механизмнің жұ мысы оптималды болады, егер аймақ ішінде қ озғ алыс ү демелі жә не кемімелі болса, онда буынның жылдамдығ ы бір қ алыпты ө седі жә не тө мендейді. Ол ү шін бұ л аймақ тарда жылдамдық уақ ытқ а бір мә нді монотонды функциясы болуы керек; ү деу ұ зік – ұ зік немесе ү здіксіз функция болады, бірақ ә рбір аймақ та бір максимум немесе бір минимум болуы керек.

Жұ дырық ша профилінің геометриялық параметрі

Берілген цикл диаграммасы орындалу ү шін жә не жетектегі буын берілген тең деумен қ озғ алу ү шін (s = f (t)), жұ дырық ша тиісті ө лшемінде болуы керек, ал оның профилі тиісті қ исық сызық тармен қ ұ рылуы керек. Егер штанганың ұ шында ролик болса, онда екі профилі қ арастырылады: практикалық жә не теориялық.

Жұ дырық шаның практикалық жә не теориялық профилі

5 - сурет

Жұ дырық шаның жоғ арғ ы кинемитикалық жұ п элементі болып табылатын қ исық жұ дырық шаның пратикалық профилі (5 – сурет) деп аталады. Жұ дырық шаның практикалық профилінен ролик радиусына (r_P) тең қ ашық тық та жатқ ан тұ йық қ исық жұ дырық шаның теориялық профилі деп аталады (5 – сурет). Жұ дырық шаның теориялық профилі бойымен жетектегі звеноның ролик центрі оран ауыстырады. Сонымен, практикалық жә не теориялық профильден қ ұ рылатын қ исық эквидистанты профиль деп аталады. Егер штага жұ дырық шамен жанасып тұ рса, онда теориялық жә не практикалық профильдер бір - бірімен сайкес келеді. Жұ дырық шаның айналу ө сінен теориялық профиль нү ктелеріне дейінгі қ ашық тық ты жұ дырық шаның радиус – векторы деп атаймыз. Радиустары (r_O) и (r_Oⁿ) (5 - сурет) шең берді теориялық жә не практикалық профильдерінің негізді жә не базисты шең берлері деп атайды.

Жұ дырық шаның профилін есептеу

Профильді есептегенде бастапқ ы радиус – вектордың шамасы (базистық шең бердің радиусы) берілген деп қ арастырамыз. Кө п жағ дайда байланыс r_i = f (a _i) аналитикалық есептеу жолымен анық талады. Сондық тан - шамаcын анық тау ү шін, r_i = f (a _i) – функцияның графигін тұ рғ ызу керек жә не графикалық тә сілмен дифференциалдау керек. Бұ ндай жағ дайда есептеу дә лдігі тө мендейді. Штанганың салыстырмалы қ озғ алысында жұ дырық шаны айналады жә не жұ дырық шаның айналу центрінен алыстап немесе жақ ындап (6 - сурет) бағ ыттаушы бойымен қ озғ алады. Штанганың салыстармалы қ озғ алысының біртіндеп орын ауыстыру графигі s = f (j) 6 - суретте кө рсетілген. Қ озғ алыстың шамасын базистік шең берден бастап қ оямыз. Бір қ алыпты қ исық сызық теориялық профильді қ ұ рады. Теориялық профильден ә р нү ктесінен радиусы (r_P) - ғ а тең доғ аларды салсақ жә не сол доғ аларды сызық пен қ осатын болсақ, онда біз практикалық профильді аламыз. Профильдердің аймақ тары a₂ жә не a₄ бұ рыштарына сә йкес жұ дырық шаның центрі арқ ылы жү ргізілген шең бер доғ алары. Берілген механизм аксиальды механизм болса, онда a бұ рышы j бұ рышына тең болады.

Ілгерілемелі қ озғ алыстағ ы штанга ү шін жұ дырық шаның профилін тұ рғ ызу

6 - сурет