MECHANIKA
UKA
ADÓW WIELOCZA
ONOWYCH
Prowadzący: dr in\
. Paweł Ostapkowicz
WM-324
Wykład 3
Temat: Mechanizmy dz
wigniowe płaskie i ich przekształcenia.
Mechanizmy krzywkowe
1. Czworobok przegubowy
Podstawowym mechanizmem dz
wigniowym płaskim
jest czworobok przegubowy.
Są to cztery człony połączone parami obrotowymi.
Liczba członów ruchomych względem podstawy
n=3, par V klasy p5=4, stąd ruchliwość czworoboku
wynosi w=3�3-2�4=1.
Człon 1 nazywa się podstawą, człon 3 - łącznikiem, człony 2 i 4 to ramiona. Ramię, które
mo\
e wykonywać pełny obrót, nazywa się korbą, ramię, które mo\
e wykonywać tylko
ruchy wahadłowe - wahaczem.
Zale\
nie od doboru stosunku długości członów czworobok mo\
e być mechanizmem
dwukorbowym, dwuwahaczowym lub korbowo-wahaczowym.
Kiedy jedno z ramion mo\
e być korbą?
Rozstrzyga to warunek zwany warunkiem Grashofa:
Jeśli l2 < l4 d" l3 d" l1 i człon l1 jest podstawą, to człon l2 jest
korbą wtedy i tylko wtedy, gdy zachodzi nierówność:
l1 + l2 d" l3 + l4
2. Przekształcenia mechanizmów płaskich
Ogólnie przekształcenia mechanizmów płaskich mo\
na dokonywać na 3 sposoby, przez:
1) zastępowanie, tj. zastąpienie pary IV klasy parą klasy V,
2) inwersję, tj. zastąpienie podstawy innym członem,
3) modyfikację, tj. zastąpienie pary obrotowej parą postępową.
Czworobok przegubowy mo\
na przekształcić tylko przez inwersję lub modyfikację, bo nie
ma on par IV klasy.
3. Inwersja i modyfikacja czworoboku
3.1. Inwersja
Jeśli l1 jest najkrótszym członem i spełnione są warunki: l1 + l2 d" l3 + l4,
l1 + l4 d" l2 + l3 otrzymuje się mechanizm dwukorbowy.
Szczególny przypadek mechanizmu dwukorbowego powstaje, gdy:
l2 = l4 , otrzymuje się wtedy mechanizm l1 = l3 , otrzymuje się wtedy mechanizm
równokorbowy współbie\
ny (prostowód) przeciwbie\
ny
Konstrukcyjną odmianą czworoboku jest mechanizm
mimośrodowy, który powstaje przez powiększenie czopa
korbowego. Jest to mechanizm mający szerokie zastosowanie, np.
jako piła mechaniczna.
3.2. Modyfikacja
Jeśli jedno z ramion czworoboku zostanie wykonane jako korba a drugie zostanie
zastąpione parą postępową, otrzyma się mechanizm korbowo-wodzikowy symetryczny (a)
lub korbowo-wodzikowy niesymetryczny (b).
W tych mechanizmach łącznik nazywa się
korbowodem. Mechanizmy tego rodzaju, zwane
mechanizmami korbowymi, są szeroko stosowane w
budowie silników tłokowych, pomp i sprę\
arek.
W mechanizmie korbowo-wodzikowym wodzik
porusza się po nieruchomej prowadnicy.
Jeśli prowadnica jest ruchoma, otrzymuje się mechanizm jarzmowy. Ruchoma prowadnica
nazywa się jarzmem, zaś element poruszający się postępowo po prowadnicy - kamieniem.
Jarzmo mo\
e być jarzmem wirującym, jeśli mo\
e wykonywać pełny obrót, lub jarzmem
wahadłowym. Jeśli oś ruchu kamienia
przechodzi przez oś obrotu jarzma
mechanizm jarzmowy jest symetryczny
(a), jeśli zaś nie - mechanizm jarzmowy
jest niesymetryczny (b).
4. Mechanizmy krzywkowe
Mechanizmem krzywkowym nazywa się mechanizm zło\
ony z pary wy\
szej, tzn. pary
o styku liniowym lub punktowym, klasy IV. W skład mechanizmu krzywkowgo wchodzi
krzywka i popychacz.
Zwykle (ale nie zawsze) członem napędzającym jest krzywka, napędzanym  popychacz.
Krzywka porusza się ruchem postępowym lub obrotowym, a popychacz  ruchem
postępowym zwrotnym lub wahadłowym. Mechanizm krzywkowy mo\
e być
mechanizmem płaskim lub przestrzennym.
Zalety mechanizmów krzywkowych:
- pozwalają na zrealizowanie niemal dowolnie skomplikowanych ruchów,
- dzięki zwartości i małym wymiarom mają zastosowanie w bardzo wielu maszynach.
Wady mechanizmów krzywkowych:
- mała wytrzymałość, skłonność do szybkiego zu\
ywania się i wra\
liwość na uderzenia,
- nie nadają się do przenoszenia du\
ych sił i są częściej stosowane do sterowania ni\
do
przekazywania ruchu roboczego.
Uderzenia w mechanizmie krzywkowym (zmiana sił wywołana zmianą przyspieszenia)
występują w tych punktach zarysu krzywki, w których występuje zmiana promienia
krzywizny.
k  krzywka, s  popychacz (czasami zwany ślizgiem)
Rys. Przykłady mechanizmów krzywkowych: a) mechanizm z popychaczem płaskim, centralnym, tj. z osią
przechodzącą przez oś obrotu krzywki; b) popychacz centralny zakończony krą\
kiem w celu zmniejszenia tarcia;
c) mechanizm krzywkowy o ruchu postępowym (1  krzywka, 2  popychacz, 3  krą\
ek); d) popychacz płaski,
ramkowy; e) popychacz ostrzowy centralny; f) mechanizm krzywkowy z popychaczem cylindrycznym
mimośrodowym (wielkość e jest mimośrodem mechanizmu krzywkowego); g) mechanizm krzywkowy z
popychaczem centralnym płaskim; h) krzywka z popychaczem mimośrodowym krą\
kowym; i) mechanizm
krzywkowy z popychaczem wahadłowym krą\
kowym (mechanizm taki stosuje się często do sterowania);
j) mechanizm krzywkowy przestrzenny z krzywką walcową
Rysunek przedstawia tak\
e sposób zamknięcia, które mo\
e być siłowe lub kinematyczne.
Zamknięcie siłowe wymaga aby popychacz był dociskany do krzywki przez sprę\
ynę lub
inne urządzenie zdolne do wytwarzania jednokierunkowej siły (rys. a, b). Zamknięcie
kinematyczne wymaga, by popychacz był w stałym kontakcie dwustronnym z krzywką
(rys. d, j, k).
Podział mechanizmów krzywkowych
"  sztywne" i  podatne";
"  wolnobie\
ne" i  szybkobie\
ne".