» ГЛАВНАЯ > К содержанию номера
» Все публикации автора
Журнал научных публикаций
«Наука через призму времени»

Август, 2019 / Международный научный журнал
«Наука через призму времени» №8 (29) 2019
Автор: Теплов Александр Владимирович, магистрант 2 курса
Рубрика: Технические науки
Название статьи: Структура и принцип работы рычажно-зубчатых механизмов
Дата публикации: 29.07.2019
УДК 621.83
СТРУКТУРА
И ПРИНЦИП РАБОТЫ РЫЧАЖНО-ЗУБЧАТЫХ МЕХАНИЗМОВ
Теплов Александр Владимирович
магистрант 2 курса, факультет «Политехнический
институт»
Девятина Джамиля Шаяровна
магистрант 1 курса, факультет «Политехнический
институт»
Лобынцева Ольга Алексеевна
магистрант 1 курса, факультет «Политехнический
институт»
научный руководитель: Бодров Андрей Сергеевич
кандидат технических наук, доцент
Орловский государственный университет имени И.С.
Тургенева, г. Орел
Аннотация. В статье рассмотрены
структура и принцип работы рычажно-зубчатых механизмов, объединенных общим
признаком: возможностью осуществлять переналадку на заданный ход выходного
звена. Выходное звено одного из рычажно-зубчатых механизмов выполнено в виде
штанги, несущей захват, и совершает поступательное движение. Аналогичное звено
другого рычажно-зубчатого механизма представляет собой двуплечее звено,
выполняющее составное движение – поворотное и поступательное. Выполнен анализ
силовой работоспособности рычажно-зубчатого механизма по углу передачи
движения.
Ключевые слова: механизм; штанга;
двуплечее звено; поступательное движение; составное движение; угол передачи
движения; математическая зависимость; анализ параметров
Рычажно-зубчатые механизмы с возможностью переналадки на заданный
ход выходного звена нашли применение для механизации вспомогательных операций,
связанных с перемещением изделий [1]. Нередко при компоновке оборудования
технологической линии в новых рабочих зонах, а также при использовании
механизмов в линиях с иным технологическим процессом возникает необходимость
переналадки механизма на заданный ход выходного звена.
Рисунок 1 содержит кинематическую схему рычажно-зубчатого
механизма. Выходное звено 6 такого механизма, несущее захват с изделием,
совершает возвратно-поступательное движение.
Рис.1. Схема рычажно-зубчатого механизма
В состав схемы на рисунке 1 входит кривошипно-коромысловый
механизм, содержащий кривошип 1, шатун 2, двуплечее коромысло 3.
Коромысло шарнирно связано с промежуточным звеном 4, входящим в
подвижную кинематическую пару с ползуном 5. Ползун 5 связан с выходным
звеном, выполненным в виде штанги 6. Упомянутая связь включает систему
зубчатых колес 9 и 10, укрепленных на одной оси. Зубчатые колеса
образуют высшую кинематическую пару с зубчатыми рейками 7 и 8,
смонтированными
на ползуне и штанге соответственно. Со штангой шарнирно связан
захват для изделий.
Принцип работы рычажно-зубчатого механизма, представленного на
рисунке 1, заключается в следующем. При вращении кривошипа 1 штанга 6 движется
возвратно-поступательно. Захват для изделий укреплен на штанге. Рычаги 13 и 14
упомянутого захвата совершают в интервале кинематического цикла составное движение
в следующем сочетании: поступательное совместно со штангой и поворотное
относительно штанги.
На рисунке 2 представлена кинематическая схема механизма с
составным движением двуплечего звена. Двуплечее звено связано с захватом для
изделий [2]. Схема на рисунке 2 включает базовый синусный механизм, состоящий
из кривошипа 1, ползуна 2, кулисы 3. Кулиса содержит два
элемента – стержень 4 и рамку 5, жестко скрепленные между собой.
Упомянутая рамка кинематически связана с ползуном 2. На стержне 4 укреплена зубчатая
рейка для взаимодействия с зубчатым колесом 7. Колесо 7 жестко связано с
зубчатым колесом большего диаметра 8. Колеса 7 и 8 установлены на общей
оси. Зубчатое колесо 8 входит в высшую пару с рейкой, смонтированной на штанге 6.
Названная штанга образуют кинематическую пару с неподвижной направляющей.
Штанга 6 шарнирно связана с двуплечим звеном 9, взаимодействующим с
поворотной направляющей 10. Последняя шарнирно укреплена на стойке. На
двуплечем звене 9 смонтирован захват для изделий.
Рис.2. Схема рычажно-зубчатого механизма
Рычажно-зубчатый механизм по рисунку 2 работает следующим образом.
Вращение кривошипа генерирует возвратно-поступательное движение
штанги 6. Такое движение обеспечивается посредством системы промежуточных
звеньев, включающих зубчатые колеса 7 и 8 и стержень 4. Ход штанги 6 больше
хода стержня 4 на величину передаточного числа между зубчатыми колесами 7 и 8.
Плечо А двуплечего звена 9 совершает в интервале кинематического
цикла составное движение: поступательное и поворотное. Поворотное движение
плеча А генерируется за счет взаимодействия звена 9 с поворотной направляющей и
штангой. Плечо Б двуплечего звена 9 осуществляет поворотное движение с центром
на оси шарнира вращения, связывающего двуплечее звено со штангой.
Таким образом:
- В рассмотренных схемах зубчато-рычажных механизмов переналадка на заданный ход выходного звена обеспечивается набором зубчатых колес большего диаметра.
- Получена математическая зависимость для угла передачи движения. Указаны положения зубчато-рычажного механизма, в которых наблюдается экстремумы функции угла передачи движения.
Список литературы:
- Середа Н.А. Устройства захвата и переноса изделий со сложным движением двуплечего звена, несущего рабочий орган / Известия Самарскогонаучного центра Российской академии наук. 2017. – Т. 19. № 1 – 2. – С. 288 – 292.
- Бочарова С.С. Исследование устройства для перемещения объектов производства с двуплечим звеном, несущим рабочий орган // ДНИ НАУКИ: Материалы межвузовской научно-технической конференции студентов и курсантов ФГБОУ ВО «КГТУ». – Калининград: ФГБОУ ВО «КГТУ». – 2018. – С. 37 – 40.
Комментарии: