Краткий физико-технический справочник - Яковлев К.П.
Скачать (прямая ссылка):
§ 5-33. Уравновешивание механизма на фундаменте
Во время движения механизма его стойка испытывает действие динамических давлений и приходит в колебание; колеблется и фундамент механизма. Чем массивнее фундамент, тем меньше амплитуда его колебаний. Динамические давления не вызывают колебаний, если главный вектор и главный момент сил инерции материальных точек звеньев механизма равны нулю. Приведение к нулю главного вектора и главного момента достигается установкой противовесов.
Механизм полностью уравновешен, если общий центр тяжести всех его материальных точек остается неподвижным и центробежные моменты инерции J^2 и Jyy всех его звеньев постоянны. В данном случае оси хну располагаются в плоскости, параллельной плоскости движения механизма, а ось z перпендикулярна к указанным осям. Практически достаточно удовлетворить первому условию, если механизм имеет только одну плоскость движения. Если звенья механизма движутся в различных параллельных плоскостях, то пренебрежение вторым условием будет тем ощутительнее, чем дальше друг от друга расположены плоскости движения.
Уравновешивание кривошипно-шатунного механизма (рис. 5-106) можно произвести установкой двух противовесов с таким расчетом, чтобы центры б'і и S2 тяжести звеньев 1 и 2 располагались на
1I2]I Физико-технический справочник, том. II
п
1
Рис. 5-105.
358
ТЕОРИЯ МЕХАНИЗМОВ И МАШИН
расстояниях
Si =----
mt
Tn3
TTl о
(5-256)
где mi и /иг — массы кривошипа и шатуна вместе с противовесами; Sl и S2 _ координаты центров тяжести кривошипа и шатуна вместе с противовесами; /и3 — масса ползуна.
Задаваясь Si и S2 при заданной массе ползуна, можно определить величины необходимых масс звеньев / и 2. Зная величины масс этих звеньев, вычисляют величины масс противовесов, после чего определяют места их закрепления.
Рис. 5-106.
Установка противовеса на шатуне конструктивно неудобна, а потому часто довольствуются установкой одного противовеса на кривошипе и, таким образом, обеспечивают только частичное уравновешивание. В этом случае величина статического момента массы кривошипа вместе с противовесом определяется из соотношения
miSi = — ~ т2 (I2 — S2), (5-257)
I2
где S2 — координата центра тяжести шатуна 2 (рис. 5-107).
Определение величины массы противовеса и места его закрепления производится аналогично предыдущему. В данном случае оказываются неуравновешенными силы инерции, направленные параллельно оси движения ползуна.
При уравновешивании сложных механизмов ограничиваются установкой противовесов только на вращающихся звеньях. Для определения масс противовесов можно пользоваться следующим методом. На рис. 5-108 приведена схема шестизвенного механизма, который можно частично уравновесить установкой противовесов на звеньях 1 и 3.
Сосредоточим условно массу т2 шатуна 2 в точках В и С. Для вычисления величин указанных масс воспользуемся уравнениями:
т2 -f- т2 = т2, m2s2 = т2 (I2 — S2). (5-258)
Аналогичными уравнениями можно воспользоваться для определения величин /7*4 и /7*4 масс шатуна 4, условно сосредоточенных в точках E и F. После этого вычисляют величины т и т „ масс противовесов,
ПРОЕКТИРОВАНИЕ МЕХАНИЗМОВ
359
устанавливаемых на звеньях 1 и 3, из того условия, в соответствии с которым центры тяжести с указанными добавочными массами совпадали бы с центрами вращения.
Рис. 5-108.
Уравновешивание сил инерции ползунов осуществляется усложнением конструкции механизма. Для этой цели в его конструкцию вводят зубчатые передачи, на колесах которых и устанавливают противовесы так, что их силы инерции, направленные перпендикулярно к оси движения ползуна, погашают друг друга, а направленные по его оси — противодействуют силе инерции ползуна.
Глава 5-11
ПРОЕКТИРОВАНИЕ МЕХАНИЗМОВ [1, 2, 3, 9, 11, 13, 15]
§ 5-34. Основные задачи проектирования
Любой механизм предназначается для преобразования движения его ведущего звена в требуемое движение рабочего звена, либо осуществляющего перемещение твердых, жидких или газообразных тел, либо производящего обработку предметов, в результате которой изменяется форма их. В задачу проектирования, выполняемого на базе теории механизмов
»/,12»
860
ТЕОРИЯ МЕХАНИЗМОВ И МАШИН
и машин, входит выбор типа двигателя и структурной схемы механизма, обеспечивающей необходимое преобразование движения.
Для решения описанных выше задач движение рабочего звена может быть задано в одном из следующих видов.
1. Рабочее звено вращается: а) с постоянной угловой скоростью; б) с возможностью двигаться с одной из нескольких задаваемых постоянных угловых скоростей; в) с возможностью двигаться с любой постоянной угловой скоростью, устанавливаемой между заданными пределами; г) с переменной угловой скоростью, изменяющейся по заданному закону.
2. Рабочее звено движется поступательно со скоростью, которая может быть задана аналогично предыдущему (для вращающегося звена).
3. Рабочее звено совершает плоско-параллельное движение общего вида, часто задаваемое так, что одна из точек звена должна описывать заданную кривую.
