2.2.8. Сумиращи механизми
Такива механизми се използват за добавяне на движения. Механизмът за сумиране съчетава две кинематични вериги, свързващи различни начални връзки с една и съща крайна. Сумирането на движенията например се извършва:
- ако едно и също работно тяло получава движение от два двигателя или други източници на движение;
- ако се изисква да се получи неравномерно движение на възела, зададено от определен закон;
- ако е необходимо да се осигури фина настройка на кинематични вериги, например, към основното движение се добавя допълнителен от коригиращото устройство. Допълнителното движение в този случай коригира кинематичните грешки на елементите, които осигуряват основното движение. За това може да се използва винтова трансмисия (виж фиг. 2.4, а), при която скоростта (или величината) на движение на гайката по оста на въртящия се винт се регулира, когато гайката се завърти в една или друга посока.
Добавянето на движения може да се извърши чрез зъбна рейка и зъбно колело (виж фиг. 2.4, b), ако зъбното колело ще получи въртене както поради движението на стойката, така и поради движението на зъбното колело по стойката. Като сумиращи механизми се използват редица зъбни колела и устройства.
Помислете за добавяне на устройства, наречени диференциални механизми с цилиндрични и конусни зъбни колела или цилиндрични и конусни диференциали (фиг. 2.13).
В тях движенията от валове I и II се сумират на вал III. В тази връзка е необходимо да се знаят предавателните отношения на механизма от вал I към вал III i I → III и от вал II към вал III i II → III. Те могат да бъдат определени по формулата на Уилис или по правилото на Суомп.
Прилагането на последното правило е по-визуално, така че ще го използваме и ще разгледаме отделно два варианта за действие на едно идруги механизми:
1) когато вал I води (VShch), а вал II е неподвижен; докато определя
i I → III и в какви посоки се въртят валове I и III;
2) когато вал II води (VShch), а вал I е неподвижен; докато определя
i II → III и в какви посоки се въртят валове I и III.
Ориз. 2.13. Механизми за сумиране:
a - с цилиндрични зъбни колела (цилиндричен диференциал); b - с конусни зъбни колела (конусен диференциал)
1. В цилиндричен диференциал (виж фиг. 2.13, а) движението от вал I към вал III се предава от колела Z 1, Z 2, Z 3, Z 4. Вал II е свързан с тялото (носача) на механизма, в който са монтирани ексцентрично колелата Z 2 и Z 3 (т.нар. сателити). В резултат на това, когато корпусът се върти, колелото Z 2, движейки се по радиуса спрямо оста на централното колело Z 1, също се върти около собствената си ос. Това въртене се предава през сателита Z 3 и централното колело Z 4 към вала III. Така:
1) предавателно отношение от вал I към вал III
В този случай валове I и III се въртят в различни посоки;
2) за определяне на предавателното отношение от вал II към вал III
i II → III представете си, че целият механизъм като твърда връзка се завърта с един
завъртане (+1), след което валът I се връща обратно и при това връщане валът III е направил завъртане в съответствие с предавателното отношение i I → III. Записвайте
ще го поставим в два реда в таблицата със съответните знаци ("+" - когато валовете се въртят в една посока и - в различни) и ще обобщим колоните:
Очевидно, на един ход
вал II вал III изпълнява 1 + Z 1 об-
компания, и следователно, предавателното отношение
решение i II → III = 1 + Z 1 . В същото време валовете
II и III се въртят в една и съща посока.
2. Вскосен диференциал (виж фиг. 2.13, б) движение от вала I
към вал III се предава от колела Z 1, Z 2, Z 3. Вал II е свързан с тялото на механизма, в който са монтирани сателити Z 2. Когато корпусът на диференциала се върти, колелата Z 2, движещи се спрямо централното колело Z 1, също се въртят около собствената си ос. Това въртене през централната
колело Z 3 се прехвърля на вал III. Нека използваме правилото на блатото:
1) предавателно отношение от вал I към вал III i I → III =
защото Z 1 = Z 3 . В този случай валове I и III се въртят в различни посоки;
2) подобно на показаното по-горе:
Така i II → III = 2 . При
тези валове II и III се въртят в едно
Ако искате да определите честотата и посоката на въртене на задвижвания вал на диференциала, добавете скоростите на задвижващите валове, умножени по съответните предавателни числа, като вземете предвид знаците ("+", отразяващи посоката на въртене на валовете.
2.2.9. Механизми за изпреварване
Изпреварващи механизми (или изпреварващи устройства, или изпреварващи съединители) са самоконтролиращи се устройства за включване и изключване на задвижвания. С тяхна помощ въртенето се предава на вала от една от двете независими кинематични вериги - нискоскоростна или високоскоростна. В този случай, ако високоскоростната верига не е включена, валът, върху който е разположен съединителят за изпреварване, се прехвърля на бавно въртене. Когато високоскоростната верига е включена, валът преминава към бързо въртене, но нискоскоростната верига не се изключва и когато високоскоростната верига е спряна, валът продължава да се върти, но отново бавно. Ролковите изпреварващи механизми са най-широко използвани. На фиг. 2.14,а показва една от конструктивните опции за изпреварващия ролков съединител.
Ориз. 2.14. Механизми за изпреварване:
а - механизъм с ролкасъединител: 1 - задвижващо колело за предаване на бавен ход; 2 - чаша със задвижвана предавка; 3 - ролки; 4 - диск с изрези; 5 – дисков вал с изрези; b - механизъм с храпов съединител:
– съединителна половина със задвижван
- полусъединител с тресчотка;
Нискоскоростната верига през трансмисията е свързана с изпреварващия съединител. Задвижваното зъбно колело 2 с полусъединител - чаша 2 - седи свободно върху вала 5. В отвора на чашата има втори полусъединител - диск 4, фиксиран върху вала 5 с изрези, които обикновено са два или три. В клиновото пространство между повърхностите на отворите на чашата и изрезите на диска са разположени пружинни ролки 3. Високоскоростната верига е свързана директно към вала 5. Когато високоскоростната верига не е включена, чашата, въртяща се бавно по посока на часовниковата стрелка, дърпа ролките със сили на триене и те, също притиснати от слаби пружини, се заклиняват между вътрешната повърхност на чашата и изрезите на диска. В резултат на това дискът и валът започват да се въртят заедно с колелото и чашата. Ако валът се завърти бързо в същата посока чрез друга верига, тогава заедно с него ще се върти и диск 4. Дискът, заедно с ролките, ще започне да изпреварва чашата, ролките ще се върнат обратно към по-широка част от клиновото пространство и съединителят ще
дърпа, позволявайки на предавката да продължи да се движи бавно. Когато бързото въртене е изключено, ролките се задръстват отново и валът преминава към бавно въртене.
Механизмът може да работи и Ако задвижващата връзка е вал 5 с диск 4 и въртенето му ще се извърши обратно на часовниковата стрелка, тогава чашата с колело 2 ще бъде задвижвана. Когато валът се обърне, механизмът ще се заклини и чашата ще спре.
Налични са конструкции за преодоляване на ролки, които осигуряват бавно въртене в една посока и бързо въртене в две посоки или бавно и бързо въртене в двете посоки.посоки.
В механизма за изпреварване с тресчотка (фиг. 2.14, b), бавно движение
Мощността се предава от зъбното колело 1 към зъбното колело 2 с пружинен фиксатор (паша) 3. Колелото с палеца седи свободно върху вала 5, а тресчотката (храповото колело) 4, с която взаимодейства палецът, е фиксирана върху този вал. Когато колело 2 се върти (обратно на часовниковата стрелка на фигурата), палецът ще задвижва тресчотката с вал 5. Ако на вал 5 се даде по-висока скорост на въртене в същата посока по другата кинематична верига, тогава тресчотката ще започне да изпреварва колело 2. Куче 3 няма да предотврати това изпреварване. След като изключите бързото въртене на вала 5, лапата ще закачи тресчотката и ще я задвижи отново с бавна скорост.
В изпреварващия храпов механизъм, както и в ролковия, вал 5 може да бъде задвижващ и тогава, когато се върти по посока на часовниковата стрелка, заедно с него ще се върти колело 2. Когато вал 5 се върти обратно на часовниковата стрелка, колело 2 ще бъде неподвижно.
2.2.10. Планове и дизайнерски решения за главни задвижващи устройства
Задвижванията, които предоставят опции за повече от 4 скорости, обикновено включват няколко последователно подредени групи от 2, 3, 4 скорости, които съставляват скоростната кутия. Осигуряват се различни скорости на въртене на изходния вал на задвижването на главното движение - шпиндела, когато предавките на групите са включени в различни комбинации. Шпинделът е монтиран в част от тялото, наречена глава (или опора).
сръчни - в зависимост от вида на машината).
Има задвижвания, вградени в главата и разделени
ние . На фиг. 2.15 като пример е показана кинематична диаграма на 12-степенна скоростна кутия, вградена в главата.
Уравнението на кинематичния баланс за това задвижване е: