Шарнирный четырехзвенник-Теория

Опубликовано 21.01.2015 11:07

Теория

Шарнирный четырехзвенник применяется в качестве передаточного или исполнительного механизма, который позволяет преобразовать вращательное движение входного звена в качательное или вращательное движение выходного звена.

В швейных машинах шарнирный четырехзвенник используется в механизмах нитепритягивателя, двигателя материала, челнока, отклонения иглы, обрезки и т.д.

Подбором длин звеньев шарнирного четырехзвенника можно получить кривошипно-коромысловый, двухкривошипный или двухкоромысловый механизм.

Кривошипно-коромысловый механизм (рис. 1) – наиболее распространенный. Для него должно соблюдаться условие существование кривошипа, которое известно как теорема Грасгофа:

  1. кривошип есть наименьшее звено;
  2. сумма длин наименьшего наибольшего звеньев меньше суммы длин двух других звеньев (AB+AD<BC+CD).
Схема механизма приведена на рис. 1. Звено AB – кривошип, совершает вращательное движение; звено BC – шатун, совершает сложное движение; звено CD – коромысло, совершает качательное движение; звено AD – стойка, оно неподвижно.

Четырехзвенник

Рис. 1 – Схема шарнирного четырехзвенника

Два крайних положения кривошипно-коромыслового механизма достигаются, когда кривошип и шатун расположены на одной линии. Крайние положения можно получить, если из точки A сделать засечки радиусами AB+BC и BC-AB и найти их пересечения с дугой радиусом DC, проведенной из точки D.

Угол передачи – угол между шатуном BC и коромыслом CD. Два «мертвых» положения механизма достигаются при пересечении кривошипом AB стойки AD. При этом углы передачи достигают экстремальных значений. Обычно в этих положениях на механизм действуют максимальные реакции и возрастает вероятность его заклинивания.

На углы передачи накладывается ограничение:

Эти ограничения являются более жесткими, чем ограничение, наложенное теоремой Грасгофа. Т.е., если углы передачи находятся в допустимых пределах, то и условие существования кривошипа выполняется (обратное неверно).

Чем ближе экстремальные углы передачи к прямому углу, тем меньше ход коромысла, выше к.п.д., ниже реакции в шарнирах (при прочих равных условиях), соответственно выше долговечность механизма, меньше амплитуда вибраций, передаваемых на корпус машины и т.д. В то же время приближение углов передачи к прямому углу приводит к увеличению длин звеньев и их масс, соответственно к возрастанию сил инерции, реакций и т.д. Т.е. при синтезе четырехзвенника нужно решать компромиссную задачу.

Для получения экстремальных углов передачи, равноотстоящих от прямого угла, необходимо соблюдение условия:

.

При этом минимальный угол передачи определяется как

Угол качания коромысла (угловой ход) – это угол между его крайними положениями.

 

Коэффициент неравномерности движения коромысла – это отношение времени движении коромысла в прямом направлении ко времени его движения в обратном направлении (при условии, что кривошип вращается равномерно).

Если коэффициент неравномерности , экстремальные углы передачи равноотстоят от прямого угла.

Если в кривошипно-коромысловом механизме поменять длины кривошипа и стойки, то получится двухкривошипный механизм. Для двухкривошипного механизма также, как и для кривошипно-коромыслового, можно определить экстремальные углы передачи.

К содержанию

   

Поиск  

   

Кто на сайте  

Сейчас 412 гостей и ни одного зарегистрированного пользователя на сайте

   
Витебск  Book tram bus train
   
© ALLROUNDER