12.4. Конструктивно-функциональная классификация механизмов

Согласно этой классификации механизмы можно разделить на пять основных видов: рычажные, кулачковые, фрикционные, зубчатые механизмы и механизмы с гибкими звеньями.

К рычажным механизмам относятся механизмы, звенья которых образуют только вращательные, поступа­тельные, цилиндрические и сферические пары. На рис. 12.5 показаны схемы наиболее распространенных рычажных механизмов: кривошипно-пол­зунного (рис. 12.5, а), шарнирного четырехзвенника (рис. 12.5, б), кулисного (рис. 12.5, в).

Кривошип – вращающееся звено, которое может совер­шать полный оборот вокруг неподвижной оси (звено 1 на всех трех схемах рис. 12.5). Шатун – звено, которое образует кинематические па­ры только с подвижными звеньями (звено 2 на рис. 12.5, а, б). Ползун – звено, образующее поступательную пару со стойкой (звено 3 на рис. 12.5, а и звено 2 на рис. 12.5, в). Коромысло – вращающееся звено, которое мо­жет совершать только неполный оборот вокруг неподвижной оси (звено 3 на рис. 12.5, б). Кулиса – звено, вращающееся вокруг неподвижной оси и образующее с другим подвижным звеном поступа­тельную пару (звено 3 на рис. 12.5, в).

а б в

Рис. 12.5. Рычажные механизмы

К кулачковым механизмам относятся ме­ханизмы, в состав которых входит кулачок – звено, имеющее элемент высшей пары, выполненный в виде поверхнос­ти переменной кривизны. Кулачковые механизмы (рис. 12.6) предна­значены для преобразования вращательного или возвратно-поступа­тельного движения входного эвена, которым, как правило, являет­ся кулачок 1, в возвратно-поступа­тельное или возвратно-враща­тельное движение выходного звена-толкателя 2.

Рис. 12.6. Кулачковые механизмы

Основное достоинство кулачковых меха­низмов заключается в возможности получения практически любого закона движения толкателя за счет соответствующего выбора профиля ку­лачка.

Во фрикционных меха­низмах (рис. 12.7) движение от входного звена к выходному передается за счет сил трения, возникающих в местах контакта звеньев (выс­шая пара).

Рис. 12.7. Фрикционный механизм

К зубчатым механизмам относятся механизмы, в состав которых входят зубчатые звенья.

Механизмы с гибкими связями (рис. 12.8) применяют для передачи враща­тельного движения между валами при больших межосевых расстояниях.

Рис. 12.8. Механизм с гибкой связью

12.5. Передаточное отношение

В механизмах, предназначенных для пере­дачи вращательного движения (фрикционных, зубчатых и др.), основным кинематическим па­раметром является передаточное отношение, представляющее собой отношение угловых ско­ростей звеньев:

Очевидно, что

При параллельных осях вращения звеньев передаточное отношение считается положительным, если направ­ления угловых скоростей звеньев одинаковые, и отрицательным, если эти на­правления противоположные (см. рис. 12.7). Передаточное отношение может быть выражено через параметры механизма:

где r₁ и r₂ – радиусы фрикционных катков;

z₁ и z₂ – числа зубьев колес в случае зубчатой передачи.