Maszyna robocza, lub człon roboczy

Transkrypt

1 Automatyka Rootyka Postawy moelowana syntey mechanmów Postawy analy syntey knematycne prekłan CZ.. PODSTAWY ANALIZY KINEMATYCZNEJ PRZEKŁADNI Slnk Prekłana Masyna rooca, lu cłon roocy Rys.. Ukła napęowy S-slnk, P-prekłana, M-masyna rooca Automatyka Rootyka Postawy moelowana syntey mechanmów Postawy analy syntey knematycne prekłan Slnk Prekłana M, s s s sr Mr, r r Masyna rooca, lu cłon roocy Jeżel sprawność prekłan wynos to wówcas N s Ge: N r M s M s r r N s -moc momentu na wale slnka, M M r N N s r s s r M r M s s r N r - moc momentu na wale masyny rooce

2 Automatyka Rootyka Postawy moelowana syntey mechanmów Postawy analy syntey knematycne prekłan ANALIZA KINEMATYCZNA MECHANIZMÓW KOŁOWYCH PRZEKŁADNI Prekłane kołowe są mechanmam kołowym prenaconym wykle o prenesena napęu o wału slnka wykonuącego ruch orotowy o cłonu napęowego masyny rooce, mechanmu wykonawcego lu wprost cłonu roocego. Prekłane kołowe wykłe - prekłane o osach geometrycnych kół neruchomych wglęem postawy. Roróżnamy prekłane wykłe enostopnowe welostopnowe seregowe, równoległe, seregowo-równoległe, Prekłane oegowe lu nace planetarne - prekłane o osach geometrycnych kół ruchomych wglęem postawy. W ależnośc kontaktu męy kołam roróżna sę prekłane o epośrenm kontakce kół cerne ęate prekłane elementem pośrenm cęgnem. W prypaku kontaktu pośrenego a pomocą cęgna występuą prekłane cęgnowe ęate paskem ęatym lu łańcuchem, prekłane cerne paskem klnowym, płaskm, okrągłym tp. Ze wglęu na ważne astosowana techncne, łożoność konstrukc nawęce uwag wymagaą prekłane kołowe ęate a w scególnośc prekłane oegowe. Automatyka Rootyka Postawy moelowana syntey mechanmów Postawy analy syntey knematycne prekłan 4 Prekłane kołowe wykłe - prekłane o osach geometrycnych kół neruchomych wglęem postawy. Roróżnamy prekłane wykłe enostopnowe welostopnowe seregowe, równoległe, seregowo-równoległe, a Rys.. Prekłane wykłe: a seregowe, wustopnowa seregowo-równoległa

3 Automatyka Rootyka Postawy moelowana syntey mechanmów Postawy analy syntey knematycne prekłan 5 Prekłane oegowe lu nace planetarne - prekłane o osach geometrycnych kół ruchomych wglęem postawy. Roróżnamy prekłane oegowe proste, łożone, amknęte. ` W olcenach knematycnych prekłan posługwać sę ęemy tw. prełożenam kerunkowym, które ogólne można apsać worem: c Rys.. Prekłane ęata oegowa prosta a ge: a, cłony ruchome; a - napęaący cynny, - napęany erny, c cłon neruchomy c a, c c a - prękośc kątowe cłonów cynnego a ernego pry uneruchomonym cłone c. Dale te prękośc kątowe ęemy onacać. a, c a c Automatyka Rootyka Postawy moelowana syntey mechanmów Postawy analy syntey knematycne prekłan 6 PRZEKŁADNIE ZWYKŁE W prypaku analy prekłan wykłych ma potrey wprowaana poęca cłonu neruchomego wór można uproścć o postac : Rys. 4 Prekłane enostopnowe a o aęenu wewnętrnym o aęenu ewnętrnym a prymuemy a uemne a 0 Prełożene kerunkowe a, eżel wroty prękośc kątowych cłonu a cłonu są precwne. Jest to prekłana o aęenu ewnętrnym. prymuemy a oatne a 0 Prełożene kerunkowe a, eżel wroty prękośc kątowych tych cłonów są gone. Jest to prekłana o aęenu wewnętrnym. a a a a a lu c a, prekłana służy o reukc prękośc kątowe- reuktor. c a, wówcas prekłana służy o węksana prękośc kątowe - multplkator.

4 Automatyka Rootyka Postawy moelowana syntey mechanmów Postawy analy syntey knematycne prekłan 7 PODSTAWOWE ZALEŻNOŚCI GEOMETRYCZNE I KINEMATYCZNE DLA PRZEKŁADNI O ZAZĘBIENIU ZEWNĘTRZNYM L o t ; t m mouł śrenca poałowa t m m 4 prękość owoowa wspólna la kół v0 5 prełożene kerunkowe vo m v o m oległość os pary kół m a 7 6 Rys. 5. Zależnośc geometrycne knematycne la prekłan ęate o aęenu ewnętrnym Automatyka Rootyka Postawy moelowana syntey mechanmów Postawy analy syntey knematycne prekłan 8 PODSTAWOWE ZALEŻNOŚCI GEOMETRYCZNE I KINEMATYCZNE DLA PRZEKŁADNI O ZAZĘBIENIU WEWNĘTRZNYM mouł t m śrenca poałowa t m 4 prękość owoowa v0 5 prełożene kerunkowe Rys. 6. Zależnośc geometrycne knematycne la prekłan ęate o aęenu wewnętrnym m m oległość os pary kół a m 9 8

5 Automatyka Rootyka Postawy moelowana syntey mechanmów Postawy analy syntey knematycne prekłan 9 SCHEMATY KINEMATYCZE TYPOWYCH PRZEKŁADNI KOŁOWYCH O OSIACH NIERUCHOMYCH 0 Rys. 7. Prekłana o aęenu ewnętrnym Rys. 8. Prekłana o aęenu wewnętrnym Automatyka Rootyka Postawy moelowana syntey mechanmów Postawy analy syntey knematycne prekłan 0 W tym prypaku ne określa sę naku prełożena Rys. 9. Schemat prekłan cęgnowe, pasowe lu łańcuchowe Rys. 0. Prekłana stożkowa 4 ge : - woność ślmaka. Rys.. Prekłana ślmakowa

6 Automatyka Rootyka Postawy moelowana syntey mechanmów Postawy analy syntey knematycne prekłan ANALIZA KINEMATYCZNA PRZEKŁADNI OBIEGOWYCH PLANETARNYCH Prekłane oegowe cechuą sę tym, że śrok nektórych kół wanych ale sateltam porusaą sę po torach kołowych wokół os geometrycne prekłan tym, że śrok tych torów leżą w geometrycne os prekłan. Koła prekłan, których śrok leżą w os prekłan naywane są kołam centralnym natomast cłon, na którym osaone są satelty naywa sę armem. c a Warunek współosowośc kół:, Rys.. Jenoręowa prekłana oegowa: a schemat konstrukcyny, schemat knematycny, c warunek współosowośc, Automatyka Rootyka Postawy moelowana syntey mechanmów Postawy analy syntey knematycne prekłan Rys.. Jenoręowa prekłana oegowa - cłony mechanmu

7 Automatyka Rootyka Postawy moelowana syntey mechanmów Postawy analy syntey knematycne prekłan a c e Rys. 4. Waranty prekłan oegowych wuręowych: a,,c prekłane oegowe wuręowe, prekłana oegowa stożkowa, e prekłana oegowa o wóch stopnach swooy yferencał Automatyka Rootyka Postawy moelowana syntey mechanmów Postawy analy syntey knematycne prekłan 4 PRZEŁOŻENIA PRZEKŁADNI OBIEGOWYCH Prekłane oegowe maą w ogólnym prypaku wa stopne swooy: w =. Jeżel enak uneruchommy wglęem postawy een cłonów np. koło centralne lu armo, to wówcas prekłana ęe posaać een stopeń swooy: w =. Pry tym należy auważyć, że prekłana uneruchomonym armem ne est uż prekłaną oegową. Prekłana oegowa o wóch stopnach swooy est naywana prekłaną różncową lu yferencałem n = 4, p 4 =, p 5 = 4 w= n - p 4 - p 5 = = Prekłana oegowa o wóch stopnach swooy n=, p 4 =, p 5 =, w= n - p 4 - p 5 = = Prekłana oegowa o enym stopnu swooy Rys. 5. schematy knematycne enoręowe prekłan oegowe:, - koła centralne, - satelta, - armo

8 Automatyka Rootyka Postawy moelowana syntey mechanmów Postawy analy syntey knematycne prekłan 5 Symolam a onacone ostały tw. osowe elementy prekłan oegowe t. koła centralne, natomast pre - onacono armo. Na Rys. 5 pokaano prękośc kątowe cłonów ruchomych t. a, prekłan oegowe w prypaku key posaa ona wa stopne swooy cyl wa cłony np. a są cłonam cynnym. a a Rys. 6. Schematy prekłan oegowe anaconym prękoścam kątowym: ewglęne prękośc kątowe cłonów prekłan o wóch stopnach swooy t. a,, Automatyka Rootyka Postawy moelowana syntey mechanmów Postawy analy syntey knematycne prekłan 6 Prymemy, że cała prekłana ostała wprawona w ruch prękoścą kątową. W takm prypaku prękośc kątowe kół centralnych a ostaną pomnesone o wartość, natomast armo stane sę neruchome 0 a Rys. 7. Schematy prekłan oegowe anaconym wglęnym prękoścam kątowym cłonów prekłan po naanu całe prekłan prękośc kątowe Prełożene kerunkowe pomęy kołem a kołem prekłan pry uneruchomonym w ten sposó arme, apsemy w postac ależnośc wane worem Wllsa: a a 5 ge: a - prełożene kerunkowe o cłonu a o pry neruchomym arme.

9 Automatyka Rootyka Postawy moelowana syntey mechanmów Postawy analy syntey knematycne prekłan 7 Wór Wllsa est postawowym worem, którego można wylcyć wsystke możlwe prełożena prekłan oegowe. Dla prekłan o enym stopnu swooy, w które koło est neruchome 0, natomast koło a armo są cłonam ruchomym, wór Wllsa pryme postać: a a a a 0 6 Zauważymy enak, że w recywstośc posukwanym prełożenem prekłan o enym stopnu swooy est prełożene pomęy kołem a armem pry neruchomym kole cyl a. a Wynacymy to prełożene prekstałcaąc wór 6: a a 7 a Prełożene to aro łatwo wynacyć poneważ otycy prekłan wykłe seregowe lu równoległe o osach neruchomych, powstałe popre myślowe uneruchomene arma ora myślowe uruchomene koła w recywstośc neruchomego. Automatyka Rootyka Postawy moelowana syntey mechanmów Postawy analy syntey knematycne prekłan 8 Dla prekłan o wóch stopnach swooy, w które wa cłony są cłonam napęaącym np. koła a natomast armo est cłonem ernym, wynacymy wpływ prękośc a na prękość korystaąc e woru Wllsa: a a a 8 a a 9 Rys. 8. Prekłana o wóch stopnach swooy a a a a 0 poneważ achoą wąk: to ostatecne możemy apsać: a a a, a a a a a a a a a a

10 Automatyka Rootyka Postawy moelowana syntey mechanmów Postawy analy syntey knematycne prekłan 9 PRZYKŁAD. ANALIZA KINEMATYCZNA JEDNORZĘDOWEJ PRZEKŁADNI OBIEGOWEJ Schemat prekłan pokaano na Rys. 8a. Dane:,,, 0, poneważ koło est cłonem neruchomym. Sukane: prełożene prekłan ora,. we wy Lcy ęów koła ne poano, gyż wynka ona tw. warunku współosowośc prekłan. Warunek ten określa wąek geometrycny pomęy śrencam kół ęatych prekłan, które leżą w roważanym prypaku w ene płascyźne, maą wspólny mouł a ponato wa nch maą wspólną oś orotu. Rys. 9a. Prekłana oegowa enoręowa o enym stopnu swooy schemat knematycny prekłan o ruchomym arme Dla roważane prekłan oegowe warunek współosowośc można apsać: m m m ; cyl: P. Automatyka Rootyka Postawy moelowana syntey mechanmów Postawy analy syntey knematycne prekłan 0 Prełożene prekłan e woru Wllsa prymuąc: 0 wynacymy korystaąc 0 Po prekstałcenu otrymamy: P. Rys. 9. Prekłana oegowa enoręowa o enym stopnu swooy. Schemat knematycny prekłan uneruchomonym armem Prełożene prekłan myślowo uneruchomonym armem Rys. 8 wynacymy prostych wąków oowąuących la prekłan seregowe o osach neruchomych. Ostatecne prełożene prekłan oegowe wynese: P. P.4

11 Automatyka Rootyka Postawy moelowana syntey mechanmów Postawy analy syntey knematycne prekłan Posukwaną prękość kątową wynacamy prostego prekstałcena: P.5 Automatyka Rootyka Postawy moelowana syntey mechanmów Postawy analy syntey knematycne prekłan W celu olcena prękośc kątowe satelty równeż wykorystamy wąk wynkaące e woru Wllsa: Poneważ P.8 to po postawenu upreno wyprowaonego woru na prękość arma otrymamy: Po postawenu prostych prekstałcenach prękość kątowa satelty: P.6 0 P.7 P.0 P.9 Znak - w powyżsym wore onaca, że wrot prękośc kątowe satelty est precwny o wrotu koła napęaącego.

12 Automatyka Rootyka Postawy moelowana syntey mechanmów Postawy analy syntey knematycne prekłan PRZYKŁAD. ANALIZA KINEMATYCZNA PRZEKŁADNI FALOWEJ, 0 Dane: 00, cłonem napęaącym est armo, cłonem wyścowym elastycny perśceń ęaty w wykłe prekłan oegowe est to satelta Rys. 0. Olcyć prełożene prekłan: Elastycny perśceń ęaty Rys. 0. Schemat konstrukcyny prekłan falowe Automatyka Rootyka Postawy moelowana syntey mechanmów Postawy analy syntey knematycne prekłan 4 a Rys.. Schemat prekłan falowe: a schemat olcenowy prekłan falowe, schemat knematycny prekłan falowe Prełożene prekłan e woru Wllsa. olcamy korystaąc 0 P. P. Posukwane prełożene wynos:

13 Automatyka Rootyka Postawy moelowana syntey mechanmów Postawy analy syntey knematycne prekłan 5 PRZYKŁAD. PRZEKŁADNIA KSZTAŁTOWO-TOCZNA CYKLOIDALNA Dane: - lca palców koła, - lca ęów cykloalnych satelty. Olcyć prełożene prekłan: 0 Rys.. Schematy konstrukcyny schemat olcenowy prekłan kstałtowo-tocne 0 ; P. P. Automatyka Rootyka Postawy moelowana syntey mechanmów Postawy analy syntey knematycne prekłan 6 PRZYKŁAD 4. ANALIZA KINEMATYCZNA STOŻKOWEJ PRZEKŁADNI RÓŻNICOWEJ. Prekłana różncowa w poaach samochoowych ma a aane ostosować prękość kątową kół napęowych prench lu tylnych w tak sposó, ay unknąć awska poślgu na łukach rog. n 6, p4 5, p5 7 w a Rys.. Zastosowane prekłan oegowe różncowe o napęu kół poau samochoowego. a Zasaa porusana sę poau po łuku rog, prekłana różncowa yferencał

14 Automatyka Rootyka Postawy moelowana syntey mechanmów Postawy analy syntey knematycne prekłan 7 n 5, p4, p5 5 w 5 5 Jeżel samochó porusa sę po proste roe, prękośc kątowe kół enych są równe 4. Koło stożkowe 5 ne oraca sę wglęem własne os. Wówcas prękość kątowa kół enych wynka wyłącne prełożena prekłan stożkowe,. Poneważ koło est araem armem prekłan to możemy napsać: ora P4. Rys. 4. Schemat prekłan różncowe e cłonów knematycne ęnych k k s Samochó uyskue prękość: W ten sposó realowany est een stopeń swooy. v, ge k - śrenca koła enego. Automatyka Rootyka Postawy moelowana syntey mechanmów Postawy analy syntey knematycne prekłan 8 Na łukach rog prękośc lnowe kół enych różną sę o see o v, ora o v o prękośc śroka tylnego mostu pry cym wartość v ależy o promena łuku rostawu kół. Rys.. v v s L P4. ge: L - rostaw kół enych, - promeń łuku rog Rys. 5. Schemat prekłan różncowe e cłonów knematycne ęnych

15 Automatyka Rootyka Postawy moelowana syntey mechanmów Postawy analy syntey knematycne prekłan 9 Zróżncowane prękośc kół umożlwa prekłana stożkowa łożona kół, 4 5, które prełożene wynos: 4 4 P4. Zgone worem Wllsa 0. Zatem P4.4 Poneważ prełożene pomęy kołam napęowym wynos okłane = to onaca, że na łuku rog koła 4 ęą napęane o rog gy prękość kątowa enego kół wrośne o to rugego mnesy sę o. v vs L P4.5 W ten sposó realowany est rug stopeń swooy. k k Automatyka Rootyka Postawy moelowana syntey mechanmów Postawy analy syntey knematycne prekłan 0 Prękość kątowa tylnych kół napęowych wynese opoweno: lewego LT P4.6 prawego PT 4 P4.7

16 Automatyka Rootyka Postawy moelowana syntey mechanmów Postawy analy syntey knematycne prekłan CZ.. PODSTAWY SYNTEZY KINEMATYCZNEJ PRZEKŁADNI Waranty struktury prekłan Syntea knematycna prekłan wykłych o osach neruchomych o wymaganych prełożenach sprowaa sę o ooru opowench śrenc współpracuących kół lu lcy ch ęów. Zwykle prełożene prekłan enostopnowe o aęenu ewnętrnym ne prekraca 7. Jeżel wymagane est wękse prełożene wówcas stosuemy prekłanę welostopnową. Należy równeż pamętać o mnmalne lce ęów koła ęatego, która la kół nekorygowanych wynos 7 ora o nnych wymaganych parametrach konstrukcynych prekłan, które apewną ch poprawną pracę. Te aganena ęą poemowane w ramach premotów konstrukcynych. W prypaku prekłan wykłych welostopnowych prełożene całkowte o koła a o koła k ęe locynem prełożeń poscególnych par kół. Np. la prekłan tróstopnowe rys. 6 est: Automatyka Rootyka Postawy moelowana syntey mechanmów Postawy analy syntey knematycne prekłan Rys. 6. Prekłana welostopnowa tróstopnowa seregowo-równoległa: aschemat konstrukcyny, moel w programe SAM

17 Automatyka Rootyka Postawy moelowana syntey mechanmów Postawy analy syntey knematycne prekłan PRZEKŁADNIE OBIEGOWE a c Rys. 7. Wyrane waranty struktury prekłan oegowych: a prekłana enoręowa,,c, prekłane wuręowe Automatyka Rootyka Postawy moelowana syntey mechanmów Postawy analy syntey knematycne prekłan 4 W prypaku prekłan oegowych prełożene prekłan wynka e woru Wllsa a a a Dla prekłan o enym stopnu swooy a a, a Co onaca, że całkowte prełożene prekłan oegowe ależy o struktury prekłan est wyrażone popre prełożene prekłan pry neruchomym arme a wane równeż prełożenem aowym. Określene lcy ęów kół prekłan Po wyore struktury np. enego warantów wg rys. 6, należy ustalć lcę ęów poscególnych kół prekłan. Zaganene ooru lcy ęów ostane prestawone na prykłae prekłan wg rys. 6a. Prymemy konkretne wymagane prełożene A prekłan oegowe o enym stopnu swooy, wówcas wynacymy A Stą A A

18 Automatyka Rootyka Postawy moelowana syntey mechanmów Postawy analy syntey knematycne prekłan 5 Ne można enak lcy ęów poostałych kół koło sateltarne prymować owolne an też prymować owolne lcy sateltów. Musą yć spełnone try warunk konstrukcyne: a warunek współosowośc, warunek sąsetwa sateltów, c warunek montażowy. Warunek współosowośc Spełnene tego warunku onaca, że ose kół centralnych koła koła nauą sę na te same proste, cyl koła centralne są współosowe. Warunek ten wyraża sę worem r r, lu, Poneważ mouł ęa la wsystkch kół est enakowy to mamy Analogcne wyrażamy warunek współosowośc la nnych warantów prekłan oegowych pokaanych na rys. 6 Automatyka Rootyka Postawy moelowana syntey mechanmów Postawy analy syntey knematycne prekłan Warunek współosowośc est spełnony 6 6 Warunek sąsetwa est spełnony r sn r k s h Rys. 8. Grafcna lustraca warunku współosowośc warunku sąsetwa cerwone

19 Automatyka Rootyka Postawy moelowana syntey mechanmów Postawy analy syntey knematycne prekłan 7 Warunek sąsetwa Spełnene tego warunku onaca, że koła sateltarne aęaące sę kołam centralnym ne acepaą o see. Warunek ten można wyrać worem r sn r k s h ge: k-lca sateltów, r -promeń arma, r s - promeń koła poałowego satelty, h-wysokość głowy ęa Prymuąc aęene normalne nekorygowane h=m warunek sąsetwa można wyrać m sn m m k, sn k Warunek sprawmy la k=, k=4, k=5 6 sn, sn 4 7, sn 5, 9 5 Warunek sąsetwa est spełnony tylko w wóch perwsych prypakach trech cterech sateltów la pęcu sateltów ne est spełnony. Automatyka Rootyka Postawy moelowana syntey mechanmów Postawy analy syntey knematycne prekłan 8 Warunek montażowy Warunek ten wyraża możlwość montowana prekłan, w które lca sateltów est węksa nż. Istota montażu polega na tym ay po montowanu kół centralnych perwsego satelty, możlwe yło osaene rugego trecego tak ay ęy kół sateltarnych nalały sę w opowench wręach kół centralnych. Na postawe [7] warunek montażowy la prekłan na rys. 8 ma postać Ge: m n lcy całkowte Dla prekłan rys. 7 est m n k m n k Warunek montażowy est spełnony

20 Automatyka Rootyka Postawy moelowana syntey mechanmów Postawy analy syntey knematycne prekłan 9 MODELOWANIE PRZEKŁADNI Moele prekłan wykłych w programach komputerowych a c Rys. 9. Moelowane prekłan wykłych w programe SAM: a prekłana wykła seregowa aęenem ewnętrnym, prekłana wykła seregowa aęenem wewnętrnym, c prekłana wykła kołem pośrenm Automatyka Rootyka Postawy moelowana syntey mechanmów Postawy analy syntey knematycne prekłan 40 Rys. 0. Moelowane mechanmu źwgnowo-ęatego w programe SAM Moel mechanmu cworooku ntegrowanego prekłaną ęatą

21 Automatyka Rootyka Postawy moelowana syntey mechanmów Postawy analy syntey knematycne prekłan 4 Moele prekłan oegowych w programach komputerowych Rys.. Moele prekłan oegowych w programe SAM: amechanm prekłan o wóch stopnach swooy, prekłana o enym stopnu swooy Automatyka Rootyka Postawy moelowana syntey mechanmów Postawy analy syntey knematycne prekłan 4 a Rys.. Moele prekłan oegowych w programe SAM, w których satelta współpracue tylko enym kołem centralnym: a cłonem napęaącym est satelta a cłonem napęanym est armo prekłana w slnku Wankla, cłonem napęaącym est armo a cłonem napęanym est satelta

22 Automatyka Rootyka Postawy moelowana syntey mechanmów Postawy analy syntey knematycne prekłan Rys.. Moel prekłan cykloalne w programe SAM Automatyka Rootyka Postawy moelowana syntey mechanmów Postawy analy syntey knematycne prekłan 44 Lteratura:.Fels J., Jaworowsk., Ceślk J.: Teora Mechanmów Masyn. Cęść. Anala Mechanmów. AGH, Ucelnane Wyawnctwa Naukowo-Dyaktycne, Kraków 008..Fels J., Jaworowsk H.: Teora Mechanmów Masyn. Cęść. Prykłay aana. AGH, Ucelnane Wyawnctwa Naukowo-Dyaktycne, Kraków Gronowc A., Mller S.: Mechanmy, Metoy tworena orów rowąań alternatywnych, Katalog schematów strukturalnych knematycnych, Ofcyna Wyawnca Poltechnk Wrocławske, Wrocław Moreck A., Oerfel J.: Teora masyn mechanmów. PWN, Warsawa Mller S.: Ukłay knematycne, Postawy proektowana, WNT, Warsawa Olęk A.: Postawy Teor Masyn Mechanmów. WNT, Warsawa SAM Smulaton an Analyss of Mechansms, ops programu. 0.Workng Moel, ops programu..