Плоский рычажный механизм. Строение водопроводного крана. Какой кран и смеситель лучше – обзор типов Назначение рычажного механизма

] Учебник для машиностроительных вузов. 2-е издание, переработанное и дополненное. Авторы: Алексей Николаевич Банкетов, Ю.А. Бочаров, Н.С. Добринский, Е.Н. Ланской, В.Ф. Прейс, И.Д. Трофимов. Под редакцией А.Н. Банкетова, Е.Н. Ланского.
(Москва: Издательство «Машиностроение», 1982)
Скан, обработка, формат Djv: АЧ, 2003

• КРАТКОЕ ОГЛАВЛЕНИЕ:
  Предисловие (3).
  Введение (5).
  Раздел I. КРИВОШИПНЫЕ МАШИНЫ
  Глава 1. Классификация кривошипных машин, кинематика и статика кривошипно-рычажных механизмов (10).
  Глава 2. Ползуны, шатуны и коленчатые валы (30).
  Глава 3. Муфты и тормоза (59).
  Глава 4. Зубчатые передачи, приводные валы, подшипники и средства защиты машин от перегрузки (77).
  Глава 5. Станины, подушки и фундаменты машин (93).
  Глава 6. Уравновешивание кривошипно-ползунных механизмов. Динамика кривошипных прессов (116).
  Глава 7. Энергетика и КПД кривошипных прессов (125).
  Глава 8. Система смазки и устройства по технике безопасности (137).
  Глава 9. Монтаж, наладка и исследования машин (145).
  Глава 10. Кривошипные прессы общего назначения (147).
  Глава 11. Вытяжные прессы (155).
  Глава 12. Кривошипные ножницы (165).
  Глава 13. Кузнечно-штамповочные автоматы для объемной штамповки (180).
  Глава 14. Листоштамповочные автоматы (210).
  Глава 15. Горячештамповочные кривошипные прессы (219).
  Глава 16. Чеканочные кривошипно-коленные прессы (223).
  Глава 17. Горизонтально-ковочные машины (231).
  Глава 18. Обжимные машины (241).
  Глава 19. Перспективы усовершенствования кривошипных прессов (248).
  Раздел II. ГИДРАВЛИЧЕСКИЕ ПРЕССЫ
  Глава 20. Основные понятия (251).
  Глава 21. Гидравлические прессы с насосным безаккумуляторным приводом (259).
  Глава 22. Гидравлические прессы с насосно-аккумуляторным приводом. (283).
  Глава 23. Гидравлические прессы с мультипликаторным приводом и КПД гидропрессовых установок (302).
  Глава 24. Клапаны, распределители и трубопроводы гидропрессовых установок (313).
  Глава 25. Основные детали гидравлических прессов (322).
  Глава 26. Основные тины гидравлических прессов. Перспективы развития прессостроения (338).
  Раздел III. МОЛОТЫ
  Глава 27. Общие сведения (351).
  Глава 28. Паровоздушные молоты (364).
  Глава 29. Приводные пневматические молоты (400).
  Глава 30. Гидравлические и газогидравлические штамповочные молоты (411).
  Глава 31. Газогидравлические высокоскоростные молоты (419).
  Глава 32. Взрывные высокоскоростные молоты (427).
  Глава 33. Фундаменты молотов (430).
  Глава 34. Перспективы усовершенствования молотов (437).
  Раздел IV. ВИНТОВЫЕ ПРЕССЫ
  Глава 35. Общие сведения (439).
  Глава 36. Теория винтовых прессов (454).
  Глава 37. Конструкция винтовых прессов и особенности расчета их деталей (479).
  Раздел V. РОТАЦИОННЫЕ МАШИНЫ
  Глава 38. Общие сведения. Правильные и гибочные машины (488).
  Глава 39. Дисковые ножницы (500).
  Глава 40. Ковочные вальцы, для продольной и поперечной вальцовки, специальные ротационные машины (509).
  Раздел VI. РОТОРНЫЕ И ИМПУЛЬСНЫЕ МАШИНЫ. СТАТЫ
  Глава 41. Роторные и роторно-конвейерные машины-автоматы (523).
  Глава 42. Импульсные машины и установки (535).
  Глава 43. Гидростатические и пневмостатические машины (550).
  Раздел VII. ЭЛЕМЕНТЫ ТЕОРИИ ПРОЕКТИРОВАНИЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ МАШИН (553).
  Список литературы (563).
  Предметный указатель (565).

Аннотация издательства: Дана классификация современных кузнечно-штамповочных машин, изложены основные принципы и методы расчета и конструирования узлов и деталей, приведены кинематические схемы.
Во 2-м издании (1-е издание 1970 г.) освещены новейший опыт создания прогрессивных кузнечно-штамповочных машин, а также перспективы развития в этой области.

По проекту «Жилье и городская среда» объем бюджетного финансирования до конца 2024 г. составит 891 млрд. рублей, а с учетом средств из внебюджетных источников – почти 1,1 трлн рублей

«По проекту «Жилье и городская среда» объем бюджетного финансирования до конца 2024 г. составит 891 млрд. рублей, а с учетом средств из внебюджетных источников – почти 1,1 трлн рублей», - об этом заявил на прошедшей пресс-конференции заместитель председателя Комитета ГД по жилищной политике и ЖКХ Павел Качкаев.

По словам депутата, 507 млрд рублей из общего бюджета предназначены для программы сноса аварийного и ветхого жилья. «По новой формуле Минфина с 2019 года затраты по программе сноса аварийного и ветхого жилья в размере 95 % будут покрыты из федерального бюджета», - сказал Качкаев.

В то же время, по мнению депутата, не все имеющиеся «рычаги» используются для успешной реализации федерального проекта по «обеспечению устойчивого сокращения непригодного для проживания жилищного фонда». «В каждом городе существует программа по развитию застроенных территорий, где часть аварийного жилья сносится без привлечения бюджетных средств. Таким образом количество расселенных квадратных метров с 9,5 млн можно увеличить до 11-12 млн», -заявил Павел Качкаев.

Кроме того, спикер отметил, что Федеральный проект в настоящий момент находится на доработке в профильных ведомствах, где в него вносятся важные изменения. «Думаю, что целевые показатели программы будут достигнуты», - добавил Качкаев.

В свою очередь, заместитель председателя Общественного Совета при Министерстве строительства и жилищно-коммунального хозяйства РФ, исполнительный директор НП «Национальный центр общественного контроля в сфере жилищно-коммунального хозяйства «ЖКХ Контроль» Светлана Разворотнева остановилась на вопросах общественного контроля за исполнением национальных проектов.

Так, по мнению Разворотневой, механизм «обеспечения устойчивого сокращения непригодного для проживания жилищного фонда» так и не был предложен, несмотря на многочисленные обсуждения различных вариантов законов, направленных на привлечение внебюджетных средств для реализации этого проекта. «Сейчас эти механизмы предложены, проект будет дорабатываться, и мы будем активно в этом участвовать», - сказала спикер.

Кроме того, Светлана Разворотнева выразила мнение общественников о том, что для решения жилищной проблемы людей с низкими доходами должны активно использоваться такие инструменты как арендное жилье, субсидии для нанимателя, защита прав нанимателя, налоговые рычаги. «Механизм прост - если вы не сдаете пустующую квартиру, вам обходится это очень дорого», - отметила спикер.

Не меньшую озабоченность общественников вызывает составление так называемого «индекса качества городской среды». По мнению Разворотневой, в нынешней методике не учтены оценки и показатели, характеризующие комфортность проживания граждан на данной территории, реальную открытость для граждан результатов работы органов власти, вклад органов самоуправления в развитие территории.

«Этот индекс должен объединить достижения большого количества национальных проектов и должен отвечать на вопрос насколько комфортно жить в городе, насколько развита социальная инфраструктура и дорожная сеть, какова ситуация с рабочими местами на данной территории. Общественная палата, и «ЖКХ-контроль» должны осуществлять собственный мониторинг именно по этим показателям. По крайней мере, по взаимоотношению граждан и властей в каждом конкретном городе», - добавила С. Разворотнева

Весьма разнообразны. Одни из них представляют собой сочетание только твердых тел, другие имеют в своем составе гидравлические, пневматические тела или электрические, магнитные и другие устройства. Соответственно такие механизмы называются гидравлическими, пневматическими, электрическими и т.д.

С точки зрения их функционального назначения механизмы обычно делятся на следующие виды:

Механизмы двигателей осуществляют преобразование различных видов энергии в механическую работу (например, механизмы двигателей внутреннего сгорания, паровых машин, электродвигателей, турбин и др.).

Механизмы преобразователей (генераторов) осуществляют преобразование механической работы в другие виды энергии (например, механизмы насосов, компрессоров, гидроприводов и др.).

Передаточный механизм (привод) имеет своей задачей передачу движения от двигателя к технологической машине или исполнительному механизму, преобразуя это движение в необходимое для работы данной технологической машины или исполнительного механизма.

Исполнительный механизм – это механизм, который непосредственно воздействует на обрабатываемую среду или объект. В его задачу входит изменение формы, состояния, положения и свойств обрабатываемой среды или объекта (например, механизмы металлообрабатывающих станков, прессов, конвейеров, прокатных станов, экскаваторов, грузоподъемных машин и др.).

Механизмами управления, контроля и регулирования называются различные механизмы и устройства для обеспечения и контроля размеров обрабатываемых объектов (например измерительные механизмы по контролю размеров, давления, уровней жидкости; регуляторы, реагирующие на отклонение угловой скорости главного вала машины и устанавливающие заданную скорость этого вала; механизм, регулирующий постоянство расстояния между валками прокатного стана, и т.д.).

К механизмам подачи транспортировки, питания и сортировки обрабатываемых сред и объектов относятся механизмы винтовых шнеков, скребковых и ковшевых элеваторов для транспортировки и подачи сыпучих материалов, механизмы загрузочных бункеров для штучных заготовок, механизмы сортировки готовой продукции по размерам, весу, конфигурации и т.д.

Механизмы автоматического счета, взвешивания и упаковки готовой продукции применяются во многих машинах, в основном выпускающих массовую штучную продукцию. Надо иметь в виду, что эти механизмы могут быть и исполнительными механизмами, если они входят в специальные машины, предназначенные для этих целей.

Данная классификация показывает лишь многообразие функционального применения механизмов, которая может быть еще значительно расширена. Однако для выполнения различных функций часто применяются механизмы, имеющие одинаковое строение, кинематику и динамику. Поэтому для изучения в теории механизмов и машин выделяются механизмы, имеющие общие методы их синтеза и анализа работы, независимо от их функционального предназначения. С этой точки зрения выделяются следующие виды механизмов.

Механизм – искусственно созданная кинематическая цепь, совершающая вполне определенные движения.

В простейшей интерпретации: механизм – это кинематическая цепь + двигатель . Из этого вытекает, что в любом механизме есть одно или несколько ведущих звеньев (см. § 1.1). Поэтому ясно, что сумма элементарных работ всех внешних сил, приложенных к ведущему звену, положительна, а для ведомого звена – равна нулю.

Так как механизм состоит из кинематических цепей, то также как и кинематические цепи, механизмы делятся на плоские и пространственные, простые и сложные.

Плоские механизмы – такие, все звенья которых движутся в одной или параллельных плоскостях.

Пространственные механизмы – такие, все звенья которых описывают пространственные кривые.

Простой – механизм , состоящий не более чем из четырех звеньев.

Сложный – механизм , состоящий из более чем четырех звеньев.

Также все механизмы классифицируют по конструктивной схожести.

Ø Рычажные (в других источниках – стержневые) – это механизмы , звенья которых при соединении образуют между собой только низшие кинематические пары. Они применяются для преобразования движения или передачи силы в машинах. Простые (типовые, частные) рычажные механизмы состоят из четырех звеньев и подразделяются на коромысловые, кривошипно-ползунные, кулисные (рисунок 1.6, а-в ). Рычажные механизмы получили широкое применение благодаря их долговечности, надежности и простоте. Кривошипно-ползунные механизмы (рисунок 1.6, а ) применяются в двигателях внутреннего сгорания, компрессорах, насосах и т.д. В этих механизмах вращательное движение преобразуется в возвратно-поступательное и наоборот. Коромысловые механизмы (рисунок 1.6, б ) применяются в зерноуборочных комбайнах, в стогометателях, в пресс-подборщиках, качающихся конвейерах и т.д. Кулисные механизмы (рисунок 1.6, в ) получили широкое применение в строгальных, зубодолбежных станках. Обычно у них длительный рабочий ход и быстрый, обеспечивающий возврат резца в исходное положение, холостой ход. Большей частью кулисные механизмы применяются в практике с дополнительной структурной группой. Пространственные рычажные механизмы получили более широкое применение в робототехнике, чем плоские. На их основе создаются различные роботы и манипуляторы. Особенностью этих механизмов является то, что они имеют незамкнутую кинематическую цепь, обладают большим числом степеней свободы, а значит, имеют много приводов. Согласованная работа приводов звеньев обеспечивает перемещение руки захвата по рациональной траектории в заданное место.

Основные виды рычажных механизмов.

1. Кривошипно-ползунный механизм.

а) центральный (рис.1);

б) внеосный (дезоксиальный) (рис.2);

е - эксцентриситет

Рис. 2

1-кривошип, т.к. звено совершает полный оборот вокруг своей оси;

2-шатун, не связан со стойкой, совершает плоское движение;

3-ползун (поршень), совершает поступательное движение;

1 - кривошип;

2 - камень кулисы (втулка) вместе с зв.1 совершает полный оборот вокруг А (w1 и w2 одно и тоже), а также движется вдоль зв.3, приводя его во вращение;

3 - коромысло (кулиса).

В процессе проектирования конструктор решает две задачи:

· анализа (исследует готовый механизм);

· синтеза (проектируется новый механизм по требуемым параметрам);

Лекция 2.

Глава 1. Анализ рычажных механизмов .

В данной главе будут рассмотрены вопросы:

1. структурный анализ механизма (изучение строения механизма);

2. изучение классов и видов кинематических пар.

3. определение числа степеней свободы механизма и определение наличия или отсутствия избыточных связей; в случае наличия - дать рекомендации по способу их устранения;

4. кинематический анализ механизма.

Примечание :

Кинематическая пара существует, если не происходит деформации звеньев, образующих эту пару, и не должно происходить отрыва звеньев одно от другого, образующих кинематическую пару.

Примечание:

Ограничения, накладываемые на независимые движения звеньев, образующих кинематическую пару, называются - условия связи S.

Число степеней свободы механизма

где Н - подвижность .

Любое незакрепленное тело в пространстве имеет 6 степеней свободы, на плоскости - 3.

Классификация кинематических пар проводят либо числу связей, либо по числу подвижностей:

Число связей Класс КП Число подвижностей

S=1 P I H=5

S=2 P II H=4

S=3 P III H=3

S=4 P IV H=2

S=5 P V H=1

Существует 5 классов кинематических пар.

Примеры различных КП смотри рис. 4-95.

Кинематические пары по характеру контакта звеньев, образующих КП, разделяют на:

1. низшие:

· вращательные;

· поступательные;

2. высшие.

Контакт звеньев в низшей КП осуществляется по поверхности. Контакт звеньев в высшей КП - либо по линии, либо в точке.

§1.2 Определение числа степеней свободы рычажных механизмов.

1.2.1 Плоские механизмы.

В плоском механизме все звенья движутся в одной плоскости, все оси параллельны друг другу и перпендикулярны плоскости механизма.

ФОРМУЛА ЧЕБЫШЕВА : W пп =3n -2p н -p в ,

Где n - число подвижных звеньев механизма, р н - число низших КП, р в - число высших КП.

Рис.1.2.1

1.2.2 Пространственные механизмы.

В пространственном механизме оси непараллельны, звенья могут двигаться в разных плоскостях.

W пр = 6n - (S 1 + S 2 + S 3 + S 4 + S 5)

Допустим, что механизм, изображенный на рис.1.2.1 - пространственный и все кинематические пары 5-го класса, т.е. одноподвижны A V ,B V ,C V ,D V , тогда

W пр = 6n - (5p V +4p IV +3p III +2p II+ p I)

W пр = 6 . 3 - 5 . 4 = -2 à статически неопределимая ферма.

Для получения W действ =0, необходимо добавить 3 движения.

q= W действ - W пр = 1 - (-2) = 3,

где q - избыточные связи .

Для того чтобы их устранить, надо изменить класс некоторых кинематических пар, при этом нельзя изменять класс КП А. Поэтому, сделаем КП В - сферическим шарниром, т.е. 3-го класса (добавим 2 подвижности), а КП С - 4-го класса (добавим 1 подвижность). Тогда

W пр = 6 . 3 - (5 . 2 + 4 . 1 + 3 . 1) = 18 - 17 = 1

ФОРМУЛА СОМОВА-МАЛЫШЕВА: W пр = 6 . n - ΣS i + q

§1.3 Кинематический анализ рычажных механизмов.

1.3.1 Основные понятия и определения.

Зависимость линейных координат в какой-либо точке механизма от обобщенной координаты - линейная функция положения данной точки в проекциях на соответствующие оси координат .

Зависимость угловой координаты какого-либо звена механизма от обобщенной координаты - угловая функция положения данного звена.

Первая производная линейной функции положения точки по обобщенной координате - линейная передаточная функция данной точки в проекциях на соответствующие оси координат (иногда называют «аналог линейной скорости…»)

полная скорость т. С будет

Первая производная угловой функции положения звена по обобщенной координате - передаточное отношение .

Вторая производная линейной функции положения по обобщенной координате - аналог линейного ускорения точки в проекциях на соответствующие оси .

Вторая производная угловой функции положения звена по обобщенной координате - аналог углового ускорения звена .

1.3.2 Аналитический способ определения кинематических параметров рычажных механизмов.

Дано: w 1 , l AB , l BS 2 , l BC , l AC

Определить: v i , a i , w 2 , e 2 .

Для исследования плоских рычажных механизмов для решения данной задачи целесообразно использовать метод проецирования векторного контура на оси координат.

Для определения функции положения точки С представим длины звеньев в виде векторов.

Условие замкнутости данного контура:

(3)

рис.1.3.2 из (3) следует, что

(4)

Лекция 3.

Продифференцируем (3) по обобщенной координате:

(5)

Продифференцируем (2) по обобщенной координате:

Если необходимо определить функции положения центра масс, то вы делим векторный контур ABS 2

Условие замкнутости данного векторного контура имеет вид:

(6)

(7)

Продифференцируем (7) по обобщенной координате и получим аналоги линейных скоростей точек S 2 в проекциях на оси х и у:

(9)

Глава 2. Анализ машинного агрегата.

В данной главе будут рассмотрены следующие вопросы:

1. Силы и моменты, действующие в машинном агрегате.

2. Переход от расчетных схем машинных агрегатов к динамическим моделям.

3. Расчет усилий в кинематических парах основного механизма рабочей машины.

4. Определение законов движения главного вала (входного звена) рабочей машины под действием приложенных сил и моментов при различных режимах работы машинного агрегата.

§2.1 Силы и моменты, действующие в машинном агрегате.

2.1.1 Движущиеся силы и моменты F д и М д .

Работа движущих сил и моментов за цикл положительна: А д >0.

Цикл - промежуток времени, по истечению которого все кинематические параметры принимают первоначальное значение, а технологический процесс, происходящий в рабочей машине, начинает повторяться вновь.

2.1.2 Силы и моменты сопротивления (F с, M с).

Работа сил и моментов сопротивления за цикл отрицательна: А c <0.

2.1.3 Силы тяжести (G i).

Работа силы тяжести за цикл равна нулю: А Gi =0.

2.1.4 Расчетные силы и моменты (Ф Si, M Фi).

Ф Si, M Фi - Главные векторы сил инерции и главные моменты от сил инерции.

2.1.5 Реакции в кинематических парах (Q ij).

§2.2 Понятие о механических характеристиках.

Механическая характеристика 3-х фазного асинхронного двигателя.

Индикаторная диаграмма ДВС

H - ход поршня в поршневой машине

(расстояние между крайними

положениями поршня)

Индикаторная диаграмма насоса

Как правило, из паспорта известен диаметр поршня, по нему можно определить площадь S п = p . d 2 /4, тогда сила: F=p . S п

Правило знаков сил и моментов :

· Сила считается положительной, если она по направлению совпадает с направлением движения того звена, к которому эта сила приложена.

· Момент считается положительным, если его направление совпадает с направлением угловой скорости вращения данного звена.

Имея механическую характеристику поршневой машины и учитывая правило знаков, то можно перестроить в график сил (см. лабораторную работу №4).

Основной вывод:

В течение всего цикла работы поршневой машины сила, приложенная к поршню, будет изменяться как по величине, так и по направлению, это в свою очередь приводит к колебаниям угловой скорости главного вала рабочей машины.

§2.3 Понятие о расчетной схеме машинного агрегата и переход от нее к динамической модели.

На расчетной схеме машинного агрегата отмечают основные силовые факторы, действующие в машинном агрегате; основные массы звеньев, влияющих на закон движения машинного агрегата; и основные жесткости валов. На рис.5-92 показан переход от реальной схемы к расчетной схеме (а) и от нее к динамической модели.