Резюме: Рокерен механизъм. Практическа употреба. Коляно-мотовилков механизъм За каква цел се използва коляново-мотовилковият механизъм?
![Резюме: Рокерен механизъм. Практическа употреба. Коляно-мотовилков механизъм За каква цел се използва коляново-мотовилковият механизъм?](https://i1.wp.com/chiefengineer.ru/img/mechanics/mehanizmy_preobrazovaniya_dvizheniya.jpg)
Най-често срещаните механизми за преобразуване на въртеливото движение в линейно движение са познатите ни от фиг. 1 манивела и съгласно фиг. 7, d - зъбна рейка и зъбно колело, както и винтови, ексцентрични, кобилици, тресчотка и други механизми.
Винтови механизми
Винтови механизмисе използват широко в голямо разнообразие от машини за преобразуване на въртеливото движение в транслационно движение и, обратно, транслационното движение във въртеливо движение. Особено често винтови механизмиизползвани в машинни инструменти за извършване на линейно спомагателно (подаване) или монтаж (подход, прибиране, затягане) движение на такива монтажни единици като маси, опори, каретки, шпинделни глави, глави и др.
Винтовете, използвани в тези механизми, се наричат ходови винтове. Често също винтов механизъмслужи за повдигане на товари или изобщо за предаване на сили. Пример за такова приложение винтов механизъме да го използвате в крикове, винтови връзки и т.н. В този случай винтовете ще се наричат товарни винтове. Товарните винтове обикновено работят при ниски скорости, но с по-големи сили в сравнение с водещите винтове.
Основни подробности винтов механизъмса винт и гайка.
Обикновено в винтови механизми(трансмисии винт-гайка) движението се предава от винта към гайката, т.е. въртеливото движение на винта се преобразува в транслационно движение на гайката, например механизмът за напречно движение на опората на струг. Има конструкции, при които движението се предава от гайката към винта, и винтови предавки, при които въртенето на винта се преобразува в транслационно движение на същия винт, като гайката е фиксирана неподвижно. Пример за такъв механизъм би бил винтова предавкагорната част на масата (фиг. 9, а) на фрезовата машина. Когато дръжка 6 завърти винт 1 в гайката 2, закрепен от винт 3 в плъзгача 4, 5 на масата, винт 1 започва да се движи напред. Таблица 5 се движи по плъзгащите водачи с нея.
Ексцентрични и гърбични механизми
Схема ексцентричен механизъмпоказано на фиг. 9, б. Ексцентрикът е кръгъл диск, чиято ос е изместена спрямо оста на въртене на вала, носещ диска. Когато вал 2 се върти, ексцентрик 1 действа върху ролката 3, премествайки я и свързания с нея прът 4 нагоре. Ролката се връща надолу от пружина 5. Така се преобразува въртеливото движение на вал 2 ексцентричен механизъмв движението напред на пръта 4.
Гърбични механизмишироко използвани в автоматични машини и други машини за реализиране на автоматичен работен цикъл. Тези механизми могат да бъдат с цилиндричен диск и механични гърбици. Показано на фиг. 9, механизмът се състои от гърбица 1 с жлеб 2 със сложна форма в края, в който е поставена ролка 3, свързана с плъзгача 4 посредством прът 5. В резултат на въртенето на гърбица 1 (в различните си секции), плъзгачът 4 получава различни скорости на праволинейни възвратно-постъпателни движения.
Рокерен механизъм
На фиг. 9, d показва диаграмата люлеещ механизъм, широко използвани, например, в машини за напречно рендосване и шлицове. С плъзгача 1, върху който е закрепена опората с режещия инструмент, част 4, люлееща се наляво и надясно, наречена кобилица, е свързана шарнирно с помощта на обеца 2. Отдолу кобилицата е свързана с шарнир 6 и с долния си край се върти около тази ос при люлеене.
Люлеенето на кобилицата се получава в резултат на транслационни и реципрочни движения в неговия жлеб на частта 5, наречена кобилица и получаваща движение от зъбното колело 3, с което е свързано. Към предавка 3, наречена кобилична предавка, въртенето се предава от колело, монтирано на задвижващия вал. Скоростта на въртене на кобилицата се управлява от скоростна кутия, свързана с електрически мотор.
Дължината на хода на плъзгача зависи от вида на кобилицата, монтирана на кобилицата. Колкото по-далеч е камъкът на кобилицата от центъра на зъбното колело, толкова по-голям е кръгът, който описва, когато зъбното колело се върти, и следователно толкова по-голям е ъгълът на завъртане на кобилицата и по-дълъг е ходът на плъзгача. И обратното, колкото по-близо до центъра на колелото е монтиран кобилицата, толкова по-малко са всички изброени движения.
тресчотки
тресчоткиви позволяват да променяте количеството на периодичните движения на работните части на машините в широк диапазон. Видовете и приложенията на храповите механизми са разнообразни.
Тресчотъчен механизъм(Фиг. 10) се състои от четири основни връзки: багажник 1, тресчотка (зъбно колело) 4, лост 2 и част 3 с издатина, която се нарича лапа. На задвижвания вал на механизма е монтирана тресчотка със скосени в една посока зъби. На една и съща ос с вала е шарнирно закрепен лост 2, който се върти (люлее се) под действието на задвижващия прът 6. На лоста е шарнирно закрепена и лапа, чиято издатина има форма, съответстваща на кухината между зъбите на тресчотката.
По време на работа храпов механизъмзапочва да се движи лост 2. Когато се движи надясно, лапата се плъзга свободно по заоблената част на зъба на тресчотката, след което под въздействието на своята гравитация или специална пружина скача в кухината и, опирайки се в следващия зъб, го избутва напред. В резултат на това тресчотката, а с нея и задвижваният вал, се върти. Обратното въртене на тресчотката със задвижвания вал, когато лостът с лапата 3 е на празен ход, се предотвратява от заключваща лапа 5, шарнирно закрепена на фиксирана ос и притисната към тресчотката от пружина.
Описаният механизъм преобразува люлеещото се движение на лоста в периодично въртеливо движение на задвижвания вал.
Ако говорим за рокерния механизъм, тогава трябва да започнем с факта, че „сцена“ е френска дума, която може да се преведе на нашия език като „част“ или „връзка“.
Главна информация
От техническа гледна точка люлеещият механизъм се разбира като устройство, чиято задача е да преобразува въртеливо или люлеещо се движение в възвратно-постъпателно движение. Този механизъм обаче може да изпълнява и обратна функция. Ако говорим за общата класификация на това устройство, то може да бъде от три вида - това е въртящ се тип, люлеещ се тип или линеен. Въпреки това, ако разберете същността на рокерния механизъм, става ясно, че всяка от неговите разновидности може да бъде класифицирана като лост тип устройство. Освен това е важно да се отбележи, че работата на плъзгача се извършва в тандем с друга част, наречена плъзгач. Тази част също е въртяща се част в цялостния дизайн на механизма.
Предимства и материал
Основното предимство на този механизъм е осигуряването на доста висока скорост на плъзгача, която той развива по време на обратния ход. Това предимство доведе до факта, че такова устройство стана много широко използвано в оборудване, което има връщане на празен ход. Освен това, ако сравним кобиличен механизъм с колянов механизъм, например, тогава първият е способен да предава много по-малко сила в сравнение с втория.
Най-често се използва кобилично устройство, за да преобразува равномерното въртеливо движение на манивелата във въртеливо движение на самата кобилица възможно най-ефективно. Струва си да се отбележи, че това движение се извършва неравномерно. Въпреки това има случаи, когато движението на сцените ще бъде равномерно. Най-често това се случва, ако разстоянието между опорите на манивела и неговата връзка е равно на дължината на самата манивела. В такава система кобиличният механизъм също ще бъде колянов механизъм, който е оборудван с кобилица с равномерно движение.
Проектиране и разпределение на механизма
Днес най-често срещаният дизайн на кулисите е с четири връзки. В допълнение, всички дизайни от този тип могат да бъдат класифицирани в няколко групи в зависимост от вида на третата връзка в устройството. Има такива класове като: две връзки, рокер-плъзгач, рокер-рокер, манивела-рокер.
Тези механизми най-често се използват в различни видове машини, като зъбоформащи, напречно рендосващи и други машини, които могат да бъдат класифицирани като металорежещи. Същността на люлеещия механизъм е, че това е една от многото разновидности на коляновия механизъм. Използването на механизъм с рокер се прибягва, ако има нужда от оборудване за преобразуване на въртеливото движение в възвратно-постъпателно движение. Рендосващите типове машини използват люлеещ се тип плъзгач и е инсталиран въртящ се тип етап.
Дизайн на механизма с четири бара
Кобилесен механизъм с четири връзки с кобиличен камък е система, която може да се разгледа на примера на ренде, където се използва този тип устройство. Работата на тази система може да бъде описана по следния начин. Манивела се движи в кръгово движение около оста през камъка на кобилицата, като по този начин кара кобилицата да прави люлеещи се движения. Въпреки това, в същото време, ако погледнете движението на кобилицата спрямо кобилицата, той вече ще извърши възвратно-постъпателно движение. Този тип устройство също често се използва в хидравлични помпи, които имат механизми от ротационен тип с въртящи се лопатки. В допълнение, механизмът с четири връзки е намерил своето приложение сред различни хидравлични и пневматични задвижвания. В този случай конструкцията включва входно бутало на свързващ прът, което се плъзга във въртящ се или люлеещ се цилиндър.
Рокерно-плъзгащ механизъм
Този модел на механизма най-често се използва в лабораторни условия, а също така се използва за обучение и запознаване с това устройство в учебни лаборатории в такива дисциплини като приложна и теоретична механика.
Струва си да се каже, че сравнително широко използваният многозвезден механизъм за рокер-плъзгач е доста голям по размер. Това се дължи на факта, че конструкцията на втория свързващ прът с плъзгача е по-ниска от праволинейното разположение на кобилицата. Тази конструктивна характеристика означава, че началото на свързващия прът ще бъде по-ниско от самото устройство на кобилицата. Това от своя страна предполага, че такъв механизъм трябва да има висока основа или рамка, което означава, че ще е необходимо да се харчат повече пари за създаването му, тъй като излишният материал се изразходва за създаването на такава рамка. Заслужава да се отбележи, че именно този фактор се счита за най-големият проблем и основният недостатък на цялата система като цяло.
Рокерно-лостово устройство
Механизмът с люлеещ се лост е изобретение, което намери своето приложение в областта на машиностроенето. Основната задача на тази система е да преобразува възвратно-постъпателното движение във въртеливо движение на всички колела. Целта, за която е изобретен този механизъм, е да се увеличи експлоатационният живот на системата, както и да се увеличи нейната ефективност или ефективност. Освен това се преследваха и такива цели като разширяване на възможностите в областта на кинематиката, поради факта, че системата беше оборудвана с втори слайд, а също и връзките на системата бяха изпълнени по различен начин.
Колянов механизъм
След изобретяването на тази система тя започва да се класифицира като шарнирно-лостови механизми, които имат хидравлични или пневматични устройства, а целта на тяхното използване е вентилация в складове. Дизайнът на този механизъм е доста прост и съдържа три основни елемента: стойка, манивела и кобилица. Задачата, поставена пред изобретателите на това устройство, беше да се подобри надеждността, като същевременно се опрости дизайна на механизма. Прототипът за изобретението на този модел бяха хидравлични или пневматични механизми, които също използваха задната част с транслационно движение. Освен това дизайнът включваше стойка, плъзгач и манивела.
Ремонт
Както всеки друг механизъм, кобилицата също има свой собствен експлоатационен живот. След като този експлоатационен живот изтече, е време за ремонт на кобиличния механизъм. Случва се обаче и устройството да излезе от експлоатация предсрочно. Най-често в този механизъм такива части като плъзгача, кобилицата, зъбното колело, винтовете и гайките за преместване на плъзгача, както и самият плъзгач с пръста, се износват или износват. Ако повърхностите на плъзгащите жлебове са износени с повече от 0,3 mm и има също дълбоки неравности по тях, тогава като ремонт се използва фрезоване, последвано от изстъргване. Ако износването не е много силно, можете да го заобиколите само чрез изстъргване, без фрезоване.
Ако връзката се износи, първо се ремонтират стените на жлеба. Когато извършват работа, те най-често се фокусират върху тези области, които са по-малко износени от други.
Въведение
1. Предавателни механизми.
Литература
Въведение
СЦЕНА (фр. coulisse), връзка на люлеещия механизъм, въртяща се около фиксирана ос и образуваща транслационна двойка с друга подвижна връзка (плъзгач). В зависимост от вида на движението има въртящи се, люлеещи се и праволинейни движещи се сцени.
РАКЕТЕН МЕХАНИЗЪМ, лостов механизъм, който включва кобилица.
Рокерен механизъм, шарнирен механизъм, в който две подвижни връзки - кобилицата и кобилицата - са свързани помежду си чрез транслационна (понякога ротационна с дъгова кобилица) кинематична двойка.
Най-често срещаните плоски механизми с четири връзки, в зависимост от вида на третата подвижна връзка, се разделят на групи: манивела-кобилица, кобилицата-кобилица, кобилицата-плъзгач, две връзки. Коляно-винтовите механизми могат да имат въртяща се, люлееща се или транслационно-движеща се връзка. Механизмите на кобилицата, получени от предишните чрез ограничаване на ъгъла на въртене на манивелата, са направени с люлеещ се (фиг. 1, а) и транслационно движещ се (фиг. 1, б) кобилица,
използвани за трансформиране на движение, а също и като т.нар. синусоидални механизми (фиг. 1, в) изчислителни машини. Рокерно-плъзгащите механизми са предназначени да преобразуват люлеещото се движение в транслационно движение или обратното и се използват също като допирателен механизъм в изчислителните машини. В машините се използват двустепенни механизми (фиг. 2),
осигуряване на еднаквост на ъгловите скорости на крилата при постоянен ъгъл между тях. Това свойство се използва например в съединители, които позволяват изместване на осите на свързаните валове. Сложните многозвенни люлеещи се механизми се използват за различни цели, например в системи за регулиране на пълненето на цилиндрите на двигатели с вътрешно горене, реверсивни механизми на парни двигатели и др.
1.Трансмисионни механизми
Предавателните механизми включват планетарни и колянови механизми. Тези механизми позволяват сложно движение.
В планетарния механизъм въртеливото движение преминава в планетарно движение, при което частта се върти около своята ос и в същото време около друга ос (например, така се движат планетите в космоса - оттам и името на механизма).
Планетарният механизъм (фиг. 1.а) се състои от две предавки: задвижваща 1, която се нарича слънчева, и задвижвана 4, която се нарича сателитна (може да има няколко от тях). Необходимите условия за работата на този механизъм са твърдата връзка на тези колела с помощта на лост - носач 2, който дава движение на спътника, и неподвижност на слънчевото колело 3. Планетарният механизъм може да бъде направен на базата на две зъбни колела : предавка (a, b) с външна или вътрешна предавка или верига (c). Въз основа на верижно предаване движението на планетата може да се предава на по-голямо разстояние, отколкото на основата на зъбно колело.
Ориз. 2. Планетарни механизми
Механизмът на коляновия прът (манивела-плъзгач, манивела-въртящ) служи за преобразуване на въртеливото движение в възвратно-постъпателно движение (фиг. 2.). Механизмът се състои от водещ елемент на манивелата 1, който извършва въртеливо движение на вала, и свързващ прът 2, плъзгач 3 (b) или плъзгач, който извършва възвратно-постъпателно движение. Мотовилката е свързана с помощта на щифт 4 към работното тяло - бутало 3 (а). На фиг. 2.b показва вариант на коляно-плъзгащ механизъм, например в зеленчукорезачки.
Ориз. 3. Коляново-шатови и коляново-плъзгащи механизми
2. Предна опора (колесник на самолет TU-4)
Опората е разположена в предната част на фюзелажа. Опорната ниша е ограничена отгоре от пода на кабината на екипажа, отстрани от надлъжни греди под формата на плътни стени с колани по горната и долната част, отпред и отзад нишата е покрита с твърди стени от подсилени рамки. Нишата е затворена отдолу с две странични врати, закрепени на панти към надлъжните греди.
Предната опорна стойка се състои от амортисьор, в горната част на който е заварена напречна греда с две цилиндрични оси отстрани. Използвайки тези оси, стойката е шарнирно окачена от две единици, монтирани на страничните греди на нишата (фиг. 6)
Агрегатите са разглобяеми и оборудвани с бронзови втулки, към които се подава смазка от гресьорки. Накрайниците се вписват в тези втулки и се притискат към тялото на модула с капачки на болтове. Корпусът на механизма за завъртане на колелото е здраво закрепен в долния край на пръта на амортисьора. Вътре в корпуса се върти шпиндел върху ролков лагер и бронзов лагер, към който осите на колелата са свързани отдолу с помощта на наклонена тръба (фиг. 7.)
Колелата са монтирани на тези оси с техните лагери и са закрепени отляво и отдясно със затягащи гайки, последвано от застопоряване с шпленти. Когато колелата се прилагат странични натоварвания, шпинделът се върти в тялото на механизма в рамките на ъглите, ограничени от ограничителите на тялото. Завъртането на самолета на земята се осигурява чрез диференциално спиране на основните колела на колесника и свободна ориентация в посоката на движение на предните колела на колесника.
Към предната част на шпиндела е прикрепена скоба, от която специален прът предава въртеливото движение на колелата към хидравличен шимми амортисьор. Амортисьорът тип лопатка е завинтен към корпуса на въртящия механизъм (фиг. 8.)
Натискането на шпиндела през лоста завърта ролката с подвижни остриета и дестилира течността от една кухина в друга. Съпротивлението на течности предотвратява развитието на собствени трептения от тип шимми.
За поставяне на колелата в неутрално положение, след като самолетът се издигне от земята, вътре в шпиндела е монтиран пружинно-ролков механизъм за настройка на колелата в полет. Състои се от кобилица, шарнирно закрепена в горната част на шпиндела. Във външния край на кобилицата е монтирана ролка, а вътрешният й край, с помощта на вертикален прът, притиска пружина, фиксирана във шпиндела и имаща предварително напрежение от около 4000 N (фиг. 9.)
Фиг.7. Фиг.8. Фиг.9.
Когато колелата се въртят, шпинделът премества кобилицата с ролката по обиколката напред или назад, принуждавайки ролката да се търкаля по профилирана цилиндрична повърхност, която е фиксирана към тялото на въртящия механизъм. Профилът е проектиран по такъв начин, че всяко завъртане на колелата от неутрално положение движи ролката нагоре и, компресирайки пружината, увеличава силата върху ролката. В такова положение, отклонено от неутрално, ролката може да се поддържа само от странични натоварвания върху колелата. След като самолетът излети от земята, тези натоварвания върху колелата изчезват и силата на пружината принуждава ролката да се търкаля до най-ниската точка на профила, поставяйки колелата в неутрално положение строго по време на полет.
Амортисьорът на стойката е течно-газов бутален тип с игла. Цилиндърът и прътът на амортисьора са свързани помежду си чрез връзка с две връзки, която предотвратява завъртането на пръта в цилиндъра.
В разгънато положение багажникът се държи от задната сгъваема подпора. Долната връзка на подпората е направена под формата на щампована вилка, която е прикрепена към осите на съединителя на цилиндъра. Горната връзка на подпората е заварена тръбна рамка, която е закрепена с осите си към два възела на страничните стени на нишата
Горните и долните връзки на подпората са свързани помежду си чрез пространствена панта, състояща се от обица и два взаимно перпендикулярни болта (фиг. 10.) Всички оси на подпората са оборудвани с бронзови втулки и смазка от фитинги за грес. Винтов асансьор е прикрепен към горната връзка на подпората, чийто втори край е свързан към скоростната кутия (фиг. 11.)
Конусното зъбно колело на скоростната кутия получава въртене от две независими електрически задвижвания, едното от които се захранва от аварийната мрежа. Въртенето на зъбните колела на скоростната кутия се предава на стоманен винт, върху който е монтирана бронзова гайка (фиг. 12.)
Преместването на гайката по оста на винта със стоманена тръба с раздвоен връх, прикрепена към подпората, завърта горната й връзка нагоре при прибиране и надолу при освобождаване на подпората. На тялото на асансьора са монтирани два блока крайни изключватели, които изключват задвижването в крайните позиции на стелажа и осигуряват надеждното му фиксиране поради самоспирането на винтовата двойка (фиг. 13.)
Вратите на нишата се отварят, когато се освободят и се затварят, когато стелажът се свали. В освободено положение клапите се фиксират от люлеещ се механизъм, състоящ се от два шарнирни лоста, чиито краища са прикрепени към клапите. В отворено положение на щорите лостовете се застопоряват с пружинен стопер, който предпазва лостовете от сгъване (фиг. 14.)
В долната част на пръта на амортисьора е фиксирана цилиндрична гърбица. В края на почистването на багажника, гърбицата натиска стопера на люлеещия механизъм и го отключва. При по-нататъшно движение на багажника гърбицата принуждава лостовете да се сгънат и завърта вратите, за да се затворят. В прибрано положение на багажника, гърбицата чрез лостове притиска вратите към ръба на нишата и ги държи в затворено положение.
Литература:
1. Артоболевски И. И., Механизми в съвременната техника, т, 1-2, М., 1970 г.
2. Кожевников С.Н., Есипенко Я.И., Раскин Я.М., Механизми, 3 изд., М., 1965 г.;
Рокерната двойка е вид лостов механизъм. Той преобразува въртеливото движение в възвратно-постъпателно движение или обратно. В този случай въртящата се връзка може да не направи пълен оборот. Тогава се нарича суинг. Механизмът се състои от две основни връзки - сцените и плъзгача. Единият край на връзката е фиксиран върху фиксирана ос.
Плъзгачът е прав или извит лост с процеп, в който се плъзга краят на друг лост. Движи се спрямо кулисите по права линия. Кобиличните механизми са люлеещи се, въртящи се и прави.
Коляно-мотовилковите механизми са в състояние да осигурят високоскоростно линейно движение на изпълнителните органи. Типичен пример за механизъм от тип рокер е системата за управление на клапаните в автомобилните двигатели, устройството за управление на заден ход на парната машина и др.
Рокерните двойки се използват в металообработващи и дървообработващи машини, където работният елемент трябва да извършва множество линейни движения с обратен ход.
Друга област на приложение са аналоговите изчислителни устройства, където двойките рокери помагат да се определят стойностите на синусите или тангенсите на дадени ъгли.
Видове люлеещи механизми
В зависимост от вида на подвижната връзка на веригата на лоста, в инсталациите и подвижните единици се използват следните видове двойки кобилици:
- Creeper. Лостова система, състояща се от четири връзки. Основните части са кобилица и плъзгач с фиксиран водач. Той дава на плъзгача една степен на свобода за извършване на линейни движения. Люлеенето на задната част се преобразува от устройството в линейно движение на плъзгача. Кинематичната схема е обратима, възможна е и обратна трансформация на движението.
- Манивела. Коляновият механизъм е изграден по кинематична схема с четири лоста. Предава въртенето на манивелата към кобилицата, която също се върти или люлее. Често срещан в промишлени инсталации, например в машини за рязане и рендосване. За тях се използва колянов механизъм с въртяща се кобилица. Този дизайн осигурява много висока скорост напред и бавно връщане. Използва се и в инсталации за опаковане.
- Двустепенна. Кинематичният дизайн с четири връзки има двойка сцени. Въртенето или люлеенето се предава чрез междинен лост. Предавателното число е постоянно и винаги е равно на единица. Използва се в компенсиращи съединители.
- Коромислови. Състои се от кобилица, кобилица и свързващ ги прът. Позволява осите на симетрия на зоните на движение, задвижващите и задвижваните звена да бъдат разположени под ъгъл от около 60°. Намира приложение в автоматизирани производствени линии
По-рядко използван в превозни средства и някои измервателни инструменти е донякъде уникален праволинеен водач или конхоидален механизъм.
Характеристики на дизайна
Устройството е един от подвидовете на коляновия механизъм. Повечето рокерски двойки са изградени според кинематична схема с четири връзки.
Третата връзка определя вида на механизма: двустепенен, плъзгащ, кобиличен или манивела.
Веригата съдържа най-малко две неподвижни оси и от една до две подвижни оси.
В средата на кулисите има процеп, по който се движи подвижната ос. Краят (или друга част) на плъзгача, кобилицата или второто звено е шарнирно закрепено към него.
В зависимост от съотношението на дължините във всеки момент изпълнителният орган може да описва както прости траектории (линейни, кръгови или част от кръг), така и сложни под формата на многоъгълници или затворени криви. Видът на траекторията се определя от закона за движение на кинематичната двойка - функция на координатите на изпълнителния орган върху ъгъла на завъртане на оста, позицията на плъзгача или времето.
Принцип на действие на механизма
Принципът на действие се основава на основните закони на приложната механика, кинематика и статика, които описват взаимодействието на система от лостове, имащи както движещи се, така и неподвижни оси. Приема се, че елементите на системата са абсолютно твърди, но имат ограничени размери и маса. Въз основа на разпределението на масите се изчислява динамиката на кобиличния механизъм, изграждат се диаграми на ускорения, скорости и премествания и се изчисляват диаграми на натоварвания и инерционни моменти на елементи.
Счита се, че силите са приложени към безкрайно малки точки.
Лостово устройство, което има два движещи се елемента (кобилицата и кобилицата), се нарича кинематична двойка, в този случай кобилица.
Най-често се срещат плоски вериги от четири връзки. Въз основа на вида на третото звено на лостовия механизъм се разграничават колянови, кобилични, двустепенни и плъзгащи механизми. Всеки от тях има свой собствен начин за преобразуване на типа движение, но всички те използват едно ремарке на действие - линейно или ротационно движение на лостовете под въздействието на приложени сили.
Траекторията на движение на всяка точка на коляновия механизъм се определя от съотношението на дължините на рамената и работните радиуси на елементите на веригата.
Въртящо се или люлеещо се звено на лостова система оказва влияние върху постъпателно движещо се звено в точката на тяхната артикулация. Той започва да се движи по водачи, които оставят на тази връзка само една степен на свобода, и се движи, докато достигне крайната си позиция. Тази позиция съответства или на първия фазов ъгъл на въртящата се връзка, или на крайната ъглова позиция на люлеещата се връзка. След това, докато въртенето продължава или се люлее в обратна посока, праволинейно движещата се връзка започва да се движи в обратна посока. Обратният ход продължава до достигане на крайна позиция, съответстваща или на пълен оборот на въртящата се връзка, или на второто крайно положение на люлеещата се връзка.
След това работният цикъл се повтаря.
Ако люлеещият механизъм, напротив, преобразува транслационното движение във въртеливо движение, взаимодействието се извършва в обратен ред. Силата, предавана през шарнира от плъзгача, се прилага встрани от оста на въртене на връзката, която има способността да се върти. Възниква въртящ момент и въртящата се връзка започва да се върти.
Предимства и недостатъци на люлеещия механизъм
Основното предимство на устройството е способността му да осигурява висока линейна скорост на обратно движение. Това свойство е намерило приложение в машини и механизми, които поради условията на работа имат празен ход. Това са предимно шлицови и рендосващи машини. Използването на задвижващ механизъм с кобиличен лост може значително да повиши общата ефективност на инсталацията, намалявайки времето за непродуктивни цикли.
Предимството на двустепенните системи, използвани в аналоговите изчислителни устройства, е тяхната висока надеждност и стабилност на работа. Те са силно устойчиви на фактори на околната среда като вибрации и електромагнитни импулси. Това доведе до широкото им използване в системи за проследяване на цели и насочване на оръжия.
Недостатък на тази кинематична схема са ниските предавани сили. Веригата манивела-биела дава възможност да се достави няколко пъти повече мощност.
Недостатъкът на аналоговите изчислителни устройства е, че те са изключително трудни или дори невъзможни за препрограмиране. Те могат да изчислят само една предварително дефинирана функция. Това е неприемливо за изчислителни системи с общо предназначение. С развитието на софтуера и хардуера за цифровите технологии, повишаването на тяхната надеждност и устойчивост на влиянието на околната среда, такива изчислителни системи остават в нишите на високоспециализираните приложения.
Проектиране (производство) на люлеещ механизъм
Въпреки привидната простота на механизма на кобилицата, за да работи ефективно, е необходима много работа за изчисляването и проектирането му. Разглеждат се следните основни аспекти:
- производителност и ефективност;
- разходи за производство и експлоатация;
- отказоустойчивост и ремонтен живот;
- точност на действието;
- безопасност.
Като се има предвид сложността на взаимното влияние на тези аспекти един върху друг, изчисляването на коляновия механизъм е многоетапна итеративна задача.
По време на проектирането се извършват следните видове изчисления и моделиране:
- кинематично изчисление;
- динамично изчисление;
- статично изчисление.
Обикновено проектирането и изчислението са разделени на следните етапи:
- Определяне на търсения закон на движение чрез изчислително-аналитичен или графо-аналитичен метод.
- Кинематично моделиране. Изпълнение на генералния план, скоростен план, графично моделиране на моменти на инерция, графика на енергийно-масовите зависимости.
- Силово моделиране. Изграждане на план за ускорения, диаграми на силите, приложени към връзките в няколко позиции.
- Синтез на люлеещ се механизъм. Построяване на графики на преместване, скорост, ускорение по графично-диференциален метод. изчисляване на динамиката на кобиличния механизъм и неговия динамичен синтез.
- Проверка за съответствие със закона за движение. Окончателно профилиране на крилата.
- Проверка за спазване на стандартите за здраве и безопасност.
- Издаване на чертежи.
Дълго време изчисляването и проектирането на кобиличния механизъм беше много трудоемък процес, който изискваше голяма концентрация и внимание от дизайнера. Напоследък развитието на компютърните технологии и софтуерните продукти от семейството CAD-CAE значително улесни всички рутинни изчислителни операции. Дизайнерът просто трябва да избере подходяща кинематична двойка или връзка от библиотечните програми, предоставени от производителя, и да зададе параметрите им на триизмерен модел. Има модули, на които е достатъчно графично да се покаже законът на движение, а системата сама ще избере и предложи избор от няколко опции за кинематичното му изпълнение.
Област на приложение
Рокерните механизми се използват в тези устройства и инсталации, където е необходимо да се преобразува въртенето или люлеенето в надлъжно движение или обратното преобразуване.
Те се използват най-широко в металообработващи машини като рендета и шлицове. Важно предимство на рокерно-лостовия механизъм е способността му да осигурява висока скорост на движение при обратен ход. Това позволява значително да се повиши общата производителност на оборудването и неговата енергийна ефективност, намалявайки времето, прекарано в непроизводителни, празни движения на работните органи. Тук също е използван люлеещ механизъм с регулируема дължина на плъзгача. Това ви позволява най-добре да регулирате кинематичната схема въз основа на дължината на детайла.
Механизмът от конхоидален тип се използва в леки колесни превозни средства, задвижвани от силата на мускулите на човешкото стъпало - така наречената проходилка. Лицето, управляващо машината, имитирайки стъпки, последователно натиска педалите на механизма, фиксиран към оста в единия край. Рокерната двойка преобразува люлеещото се движение във въртене на задвижващия вал, което след това се предава от верижно или карданно задвижване към задвижващото колело.
В аналоговите компютри широко се използват така наречените синусоидални и тангенсни люлеещи се механизми. За визуализиране на различни функции те използват плъзгащи и двустепенни вериги. Такива механизми са използвани и в системи за проследяване на цели и насочване на оръжия. Тяхната отличителна черта беше изключителната надеждност и устойчивост на неблагоприятни влияния на околната среда (особено електромагнитни импулси) на фона на достатъчна точност за решаване на възложените задачи. С развитието на софтуера и хардуера на цифровите технологии обхватът на приложение на механичните аналогови компютри значително намаля.
Друга важна област на приложение на рокерските двойки са устройствата, при които е необходимо да се осигури еднаквост на ъгловите скорости на рокерите, като същевременно се поддържа ъгълът между тях. Съединители, при които е разрешено частично подравняване на валовете, системи за захранване на автомобилни двигатели, реверсивни устройства на парен двигател.