ваемых параметров движения или обьино числу входных звеньев. В динамически существующих механизмах число степеней свободы больше числа задаваемых параметров движения.

10.2. ПЕРЕДАТОЧНЫЕ МЕХАНИЗМЫ

10.2.1. Механизмы циклического движения

Преобразовать вращательное движение в циклическое (например, в возвратно-поступательное) движение или, наоборот, циклическое поступательное движение во вращательное в простейшем исполнении можно с помошью кривошипно-ползунного, кри-вошипно-кулисного, плоского, пространственного рычажного, плоского или пространственного кулачкового механизмов. Характерно, что один и тот же механизм при инверсии входного и выходного звеньев позволяет преобразовывать движение в обратном направлении.

Наиболее распространенная задача преобразования возвратно-поступательного движения во вращательное решается обычно в кривошипно-ползунном плоском механизме.

В радиально-поршневом гидромоторе в корпусе 1 размешены симметрично несколько цилиндров (рис. 10.2.1). В цилиндрах под действием жидкости перемешаются поршни Z которые через шатуны 3 воздействуют на эксцентриковый (кривошипный) вал 4, являющийся выходным звеном. Жидкость под давлением подается в цилиндры поочередно через гидрораспределитель 5, вращающийся вместе с выходным звеном.

С h2

Рис. 10.2.2. Крн

-кулисные механизмы

Рис. 10.2.1. Кривошипно-ползунный механизм в радиапьно-поршневом гидромоторе

Кривошипно-ползунный механизм может быть превращен в кривошипно-кулисный, если, не меняя структуры механизма, вьшолнить неподвижным шатун и обеспечить возможность движения стойки. Кривошипно-кулисный механизм, так же как и любой другой механизм, может иметь много вариантов исполнения, характеризуемых различными качественными показателями (рис. 10.2.2). Для получения вариантов исполнения механизмов используют совмещение функций звеньев, вьшолнение элементов шарниров и других кинематических пар большими по размерам, чем размеры звеньев, замену охватывающих элементов охватываемыми, размещение одних звеньев и элементов кинематических пар внутри других элементов кинематических пар.

замену одних звеньев и кинематических пар другими звеньями и парами с теми же функциональными признаками.

В кривошипно-кулисном механизме могут бьпъ:

кулиса 3 охватывающая, ползун 2 охватываемый (рис. 10-2.2, а);

кулиса 3 охватываемая, ползун 2 охватывающий (рис. 10.2.2, б);

кулиса и ползун, совмещенные в звене 4, взаимодействующем с элементом шарнира С (рис. 10.2.2, в);

ползун и кулиса, вьшолненные в виде поршня 2 и цилиндра J, размещенного внутри шарнира С (рис. 10.2.2, г);

функции кривошипа и шарнира А , совмещенные в элементе шарнира А, охватывающем все остальные детали (рис. 10.2.2, д). Центр кривизны поверхности А смещен по отношению к центру шарнира С. Ползун 2 с поверхностью А образуют высшую кинематическую пару с силовым замыканием пружиной 5. Кривошипно-кулисный механизм такого типа широко используется в гидромашинах;

кривошип 7, выполненный в виде эксцентрика и помещенный внутрь ползуна 2, который находится внутри кулисы 3 (рис.

10.2.2, е). Все звенья вместе помещены внутрь шарнира С;

кулиса 3, размещенная в ползуне 2, который находится внутри кривошипа 7, выполненного в виде эксцентрика (рис. 10.2.2, ж). Все звенья размещены внутри шарнира А.

Конструкция, являющаяся разновидностью двух последних вариантов, имеет большую жесткость при ведущей кулисе, но более низкий КПД ввиду больших углов давления и скоростей скольжения, обусловленных соотношением размеров, по сравнению с рассмотренными выше.

В радиально-поршневом гидромоторе (рис. 10.2.2, 3) опора С вьптолнена в виде цилиндрической вращательной пары. Эксцентриковый вал 7 взаимодейстсвует с поршнями 2, которые прижимаются к нему кольцом С, осуществляющим геометрическое замыкание.

Кулиса 3 (рис. 10.2.2, w, к) кривошипно-кулисного механизма опирается на сферическую поверхность С, расположенную в корпусе, а поршень 2 взаимодействует со сферической поверхностью В эксцентри£ового вала (кривошипа) 7. Поршень и кулиса образуют рабочую камеру, в которую поступает жидкость. Поршень и кулиса прижаты к сферическим поверхностям пружиной 5.

Кулисный четьфехзвенный (рис. 10.2.3, г) и кривошипно-ползунный механизмы (рис.

10.2.3, д) нашли применение в аксиально-поршневом гидромоторе (рис. 10.2.3, а). Гидромотор имеет блок цилиндров 3, наклонный по отношению к оси выходного звена (рис. 10.2.3, а - е), или диск, наклонный по отно-

шению к оси блока цилиндров (рис. 10.2.3, д). Гидромотор работает в первом случает благодаря наличию угла между осью блока цилиндров 3 и осью выходного звена 5, а во втором -благодаря связи или контакту поршней 4 с плоским торцом диска 9.

Жидкость под давлением через гидрораспределитель 2 подается в рабочую полость и давит на поршень 4. Поршень через шатун 5 взаимодействует с диском 7, закрепленным на выходном звене 6, и приводит его во вращение. Сила давления F от поршня на торцовую поверхность диска направлена под углом а к этой поверхности (рис. 10.2.3, в). Вращающий момент возникает благодаря действию окружной составляющей силы F на плече Л. Вращающий момент М = FTtiga.

Блок цилиндров 3 опирается на сферическую пяту 7 и центрируется посредством шаровой опоры 8. В цилиндры жидкость подается поочередно благодаря вращению блока 3 относительно гидрораспределителя 2. Блок приводится во вращение под действием диска 7 на шатун 5, а шатуна - на поршень 4 (рис. 10.2.3, б) и далее на блок цилиндров. Блок цилиндров неподвижен и расположен соосно с выходным звеном - кривошипом с пересекающимися осями элементов шарниров.

Рис. 10.2.3. Четьфехзвенные рычажные механизмы в аксиалыю-поршневом гидромоторе

Рис. 10.2.4. Кулачковый механизм в гидромоторе:

а - радиально-поршневом; б - аксиально-поршневом

Из кулачковых механизмов, используемых для преобразования циклического поступательного движения во вращательное, интерес представляют дифференциальные механизмы, которые применяют, в частности, в гидромоторах (рис. 10.2.4). Они имеют многократно повторенный кулачок 3 и взаимодействующие с ним толкатели 2, число которых отличается от числа циклов изменения профиля кулачка. При этом важно, чгобы числа выступов и роликов были четными и нечетными, или наоборот, чго позволяет находиться выступам и пазам одновременно в разных фазах взаимодействия и иметь различные углы давления.

Толкатели-поршни 1 с роликами 2 приводятся в движение гидроцилиндрами, размешенными в блоке 4. Ролики контактируют с кулачком 3. Число роликов, например, меньше числа выступов на кулачке. При последовательном изменении давления в цилиндрах можно заставить непрерывно вращаться кулачок под действием боковой составляющей силы в точке контакта роликов и кулачка. При полном цикле последовательного перемешения всех толкателей кулачок повернется на угловой шаг между двумя выступами. В радиально-поршневом гидромоторе (рис. 10.2.4, а) у поверхности кулачка восемь выступов, восемь впадин и пять толкателей. Выходным звеном может быть кулачок 2 или блок цилиндров 4. С кулачком жестко соединен гидрораспределитель 5. За один оборот кулачка каждый их поршней 1 совершает по восемь циклов возвратно-поступательного движения. Число циклов не зависит от числа поршней. Такое решение обеспечивает развитие значительных моментов при невысокой частоте вращения выходного звена. Работа гидромотора характеризуется некоторой неравномерностью хода, обусловленной пу;п>сацией подачи жидкости.

В аксиально-поршневом гидромоторе (рис. 10.2.4, б) поршни 1 взаимодействуют с цилиндрическим кулачком 3 через ролики 2.

Реакция F со стороны кулачка направлена по нормали к взаимодействующим поверхностям. Наличие вращательного момента,

уравновешивающего момент М, обусловлено

окружной составляющей реакции F, расположенной на некотором расстоянии от оси выходного звена. Поршни прижаты к кулачку посредством пружин 6. Гидрораспределитель 5 соединен с кулачком. Выходным может бьггь звено 8, соединенное с блоком цилиндров 4, или звецо 7, соединенное с кулачком.

Одной из решаемых задач с помощью передаточных механизмов циклического движения является получение в процессе цикла движения длительной остановки выходного звена (рис. 10.2.5). Приближенный выстой характеризуется в допустимых пределах незначительными перемещениями выходного звена (рис. 10.2.5, а). Для згтой цели приближенный круговой направляющий кривошипно-коромысловый механизм ABCDE соединен

Рис. 10.2.5. Передаточные механизмы, характеризуемые выстоями выходного звена