Примеры анализа механизмов

 

Кулачково-рычажный механизм привода подачи поперечного суппорта токарного станка-автомата.

1. Механизм преобразует вращение В₁ сменного кулачка 1 (рис.3) в поступательное движение П₇ суппорта 7. Промежуточные звенья:

2-ролик, 3 и 4– коромысла с зубчатыми секторами, 5- шатун,

6-коромысло с регулируемой длиной l_x рычага, 7- ползун (суппорт), 0- стойка.

2. Число подвижных звеньев n=7; кинематических пар p=11, три из которых двухподвижные (v₁₂, v₃₄, v₆₇). Суммарная подвижность –

v_Σ = 8 × 1 + 3 × 2 = 14.

3. Простых механизмов в сложном N = 11 – 7 = 4 (кулачково-рычажный с звеньями 0, 1, 2, 3; зубчато-рычажный с звеньями 0, 3, 4; шарнирный 4-звенник с звеньями 0, 4, 5, 6; рычажно-ползунный с звеньями 0, 6, 7). Размерность всех простых механизмов (все они плоские): R₁=R₂= R₃= R₄= 3

4. Общая подвижность механизма по формуле (2) W=14-4×3-1=1. Здесь v₀=1 – местная подвижность ролика 2 в паре v₂₃ с коромыслом 3.

5. Механизм неравномерный, так как содержит шарнирно-рычажные передачи.

6. Механизм реверсивный, так как реверсивна кулачковая передача.

7. Механизм необратимый, так как необратима кулачково-рычажная передача.

8. Механизм регулируемый, так как изменением длины l_x рычага в коромысле 6 корректируется длина хода Н_х суппорта 7, а заменой кулачка 1 изменяется длина хода и скорость подачи суппорта.

 

Промышленный робот (рис. 4)

1. В основании 0 размещен приводной двигательМ₁, в подвижной стойке 4 установлены двигатели М₂, М₃ , а на конце руки 6 закреплен пневмодвигатель ПД, ротор 7 которого непосредственно связан со схватом робота. Остальные звенья: 1-шестерня, 2-поворотная платформа, жестко связанная с шестерней, 3 и 5 –ходовые винты.

2. Число подвижных звеньев n=7, кинематических пар Р=10 (одна из них двухподвижная v₁₂), суммарная их подвижность v_S=9×1+1×2=11.

3. Степень сложности N = 10 – 7 = 3. Промышленный робот содержит 3 простых передаточных механизма: зубчатый с подвижными звеньями 1-2 (R₁=3) и два винтовых, с подвижными звеньями 3-4 и 5-6 (R₂=R₃=2).

4. Общая подвижность механизма W = 11 – (3 + 2 × 2) = 4, то есть робот 4-подвижный: три подвижности (В₂, П₄, П₆) реализуются от двигателей М₁, М₂, М₃, вращающих входные звенья 1,3,5, а одна подвижность (В₇) осуществляется непосредственно (без передаточного механизма) от неполноповоротного пневмодвигателя ПД.

5. Механизм равномерный, нереверсивный, необратимый (содержит винтовые пары скольжения) и регулируемый (направление движения изменяется двигателями, а исходное положение и длина перемещений - путевыми упорами, переключающими двигатели).

 

 

Рис. 3 Семизвенный плоский механизм привода подачи суппорта

 

Рис. 4. Четырехподвижный промышленный робот с

цилиндрической координатной системой

Суммирующий механизм (рис. 5)

1. В этом механизме ведущими являются валы 1 и 3, ведомыми– вал 7. Цепь передач от вала 1 к валу 7 состоит из червячной передачи z₁/z₂ и планетарной передачи, в которой вал 2 жестко связан с осями сателлитов 5 и 6, образуя так называемое водило. Последнее передает вращение через шестерни 5 и 6 на вал 7. Вторая цепь (от вала 3) состоит из передач z₃/z₄, z₈/z₅, z₅/z₇ и дублирующих передач z₈/z₆, z₆/z₇.

2. Число подвижных звеньев n=7, кинематических пар Р=14 (из них шесть пар –двухподвижные, зубчатые); одна пара (2;4) – пассивная поэтому общая подвижность v_å=(14–1)+6=19

3. Сложность механизма N=13-7=6 (две червячных и четыре конических передачи с размерностями R_j=3)

4. Общая подвижность W=19+1–6×3=2. Здесь с_к =1 – один замкнутый контур конических передач.

5. Механизм равномерный, нереверсивный, необратимый и нерегулируемый.

 

Рис. 5. Конический дифференциал: М₁, М₂ – электродвигатели соответственно

для ускоренного и рабочего хода, 1– вал с червяком z₁, 2- вал с закрепленным

на нем водилом В и шестерней z₂, 3- вал с червяком z₃, 4- ступица с закрепленными

на ней шестернями z₄ и z₈, 5 и 6 – сателлиты, свободно насаженные на водило В,

7- выходной вал с шестерней z₇; пара (2;4) – избыточная, v₂₄=1.