Analiza kinematyczna mechanizmów krzywkowych
1. Stopień ruchliwości mechanizmu – wyjaśnić pojęcie, podać metody określania; Stopniem ruchliwości mechanizmu nazywa się liczbę jego stopni swobody uwzględniając ogniwa nieruchome. Stopień ruchliwości określa się na podstawie zależności zwanej wzorem strukturalnym ݓ = ݎሺ݊ − ሻ + ଵ + 2ଶ + ⋯ + ሺݎ − 1ሻିଵ
gdzie:
r – liczba rodzaju ruchu mechanizmu
dla 3D -> r=6
dla 2D -> r=3
n – liczba ogniw ruchomych w mechanizmie
p – liczba wszystkich węzłów kinematycznych
p1 – liczba węzłów klasy 1
p2 – liczba węzłów klasy 2
pr-1 – liczba węzłów klasy r-1
2. Mechanizm zastępczy – wyjaśnić pojęcie, podać przykłady;
W celu wyeliminowanie węzłów wyższych ze struktury kinematycznej buduje się mechanizmy zastępcze. Dokonuje się tego poprzez zastąpienie każdego z węzłów wyższych odpowiednim łańcuchem kinematycznym zawierającym tylko węzły niższe.
Aby łańcuch zastępczy był równoważny usuniętemu węzłowi wyższemu muszą być spełnione następujące warunki:
1) Musi on odbierać łączonym ogniwom tę samą liczbę możliwości ruchu co usunięty węzeł wyższy, 2) ruch chwilowy łączonych ogniw musi pozostać niezmienny.
Rys.1
3. Zbędne możliwości ruchu – wyjaśnić pojęcie, podać przykłady;
Zbędne możliwości ruchu to takie możliwości ruchy, które bez naruszenia ruchu całego łańcucha kinematycznego mogą być usunięte z rozważań. Zbędne możliwości ruchu w kons…
Stosowane są w celu zmniejszenia oporu ruchu i ograniczenia zużywania się stykających się ze sobą elementów.
Rys.2
4. Funkcjonalny podział mechanizmów;
Podział mechanizmów:
1) Mechanizmy dźwigniowe
2) Mechanizmy śrubowe
3) Mechanizmy krzywkowe
4) Mechanizmy ruchu obrotowego (zębate, cierne, cięgnowe)
5) Mechanizmy z elementami sprężystymi
6) Mechanizmy hydrauliczne i pneumatyczne
5. Na czym polega synteza mechanizmu krzywkowego;
Synteza ruchu krzywkowego polega na znalezieniu profilu krzywki mającej narzucony wznios, prędkość i przyspieszenie. W przypadku syntezy mechanicznej krzywni metodami analitycznymi ważne jest sprawdzenie III pochodnej przemieszczenia popychacza w czasie czyli tzw. Udaru.
Pochodna ta powinna mieć skończoną wartość w pewnym zakresie kąta obrotu krzywki.
6. Mechanizmy krzywkowe – zalety, wady, zastosowanie
Mechanizmy krzywkowe wyróżniają się prostą i zwartą budową zapewniającą przy tym możliwość realizacji praktycznie dowolnej charakterystyki ruchu. Wadą jest szybkie zużywanie się bieżni krzywki w wyniku dużych nacisków jednostkowych (para wyższa) i poślizgów oraz wrażliwości na niedokładności wykonania.
Mechanizmy krzywkowe powszechnie spotykane w maszynach, urządzeniach półautomatycznych i automatach stosowane są w układach regulacyjnych rozrządczych, a także, choć rzadziej, do przenoszenia mocy.
Najszersze zastosowanie znajdują mechanizmy krzywkowe w budowie maszyn cieplnych do napędu rozrządu, w budowie obrabiarek automatycznych – przede wszystkim do napędu suportów, w maszynach włókienniczych itp.