Механизм задержки
Оранжевый кружок показывает дугу окружности, которую кривая муфты . аппроксимирует
Механизм задержки (либо рычажный , либо кулачковый ) представляет собой механизм прерывистого движения , который чередует движение вперед и назад с удержанием положения(й). [1]
Находится в кулачковых механизмах
[ редактировать ]
Кулачковые механизмы с одинарной задержкой
[ редактировать ]Одиночный кулачковый механизм имеет функцию движения, которая следует повторяющейся последовательности «задержка-подъем-падение».
Иногда желательно использовать функцию подъема, чтобы ускорение ведомого механизма было ненулевым в конце подъема. Чтобы сохранить непрерывность, функция падения часто начинается так, что ведомый имеет такое же ненулевое ускорение, как и в конце функции подъема. Затем ведомый остается неподвижным во время функции задержки с нулевыми скоростью, ускорением и рывком. [2]
Существует ряд функций, которые могут обеспечить эти требования к движению. Функция двойной гармоники является распространенным примером, используемым для одиночной задержки. [3]
Кулачковые механизмы с двойной задержкой
[ редактировать ]Кулачковый механизм с двойной задержкой имеет функцию движения, которая следует повторяющейся последовательности функций движения подъем-задержка-опускание-задержка.
В отличие от одиночной задержки, положение функции подъема заканчивается тем, что ускорение ведомого механизма становится равным нулю, поскольку во время первой задержки оно остается неподвижным. Только после первой задержки ускорение снова становится отличным от нуля во время функции падения, возвращая ведомый механизм обратно в исходное положение и снова оставаясь неподвижным во время второй задержки.
Находится в механизмах связи
[ редактировать ]Рычаги задержки не могут обеспечить идеальную задержку, в отличие от кулачковых механизмов, а скорее имеют приблизительную задержку, при которой выходная мощность остается примерно неподвижной.
Связи с одиночным пребыванием
[ редактировать ]
Оранжевый кружок показывает дугу окружности, которую аппроксимирует кривая муфты.
Рычажный механизм с одинарной задержкой использует преимущества поведения звена со стационарным вращающимся (шарнирным) или призматическим (скользящим) шарниром и его взаимодействие со специальными кривыми муфты.
Существует два метода создания одинарной задержки: дуговой и линейный.
Рычажный механизм с одинарной задержкой на основе дуги использует приближение дуги окружности. Концепция механизмов задержки рычажного механизма заключается в том, что узел, расположенный в центре сегмента дуги окружности кривой муфты, будет оставаться относительно неподвижным.
Сначала это достигается путем выбора желаемой кривой муфты, создаваемой четырехзвенной рычажной системой . После того как кривая муфты выбрана, окружность максимально точно соответствует участку кривой муфты. Затем центр подобранного круга становится позицией диады: два звена, которые соединены с соединением, создавая кривую муфты на одном конце с помощью вращающегося соединения, и неподвижное вращающееся соединение на другом, создавая одинарную задержку. [4]
В линейной задержке используется аналогичный подход, но с использованием аппроксимированной прямой линии и призматического соединения вместо вращательного соединения для соединения диады с соединительной кривой.
Двойные связи
[ редактировать ]
На графике показана взаимосвязь между углом выходного звена и временем при регулярном вращении входного звена.
Существует несколько подходов к созданию связи с двойной задержкой .
Одним из таких подходов является использование кривой связи с несколькими аппроксимированными прямыми линиями. Затем диада располагается так, чтобы она примерно касалась обеих приближенных прямых линий. Если приблизительные прямые линии параллельны, можно использовать штифт и ползун, аналогичные тем, которые используются в кулисном механизме.
Расширением этого подхода является использование дуги в четверть окружности, создаваемой колеблющимся звеном. Тогда диаду с призматическим шарниром можно расположить так, чтобы выходное звено совершало колебания на 90 градусов напротив колеблющегося звена. Это позволяет дизайну быть мозаичным, с добавлением диад друг к другу и обеспечивать двойную задержку любой желаемой занимаемой продолжительности входного хода.
Хотя использование подхода на основе дуг – другого метода, используемого для одиночных связей – теоретически возможно, его значительно сложнее реализовать и он непрактичен на практике, поскольку обе аппроксимированные дуги должны иметь окружность одного и того же радиуса.
Совместимые механизмы и оптимизации
[ редактировать ]Также разработаны механизмы на основе продольных балок и дуг. [5]
Фактическое время задержки будет зависеть от длины приблизительной дуги окружности или прямой линии на кривой муфты. Первоначальные проекты могут нуждаться в оптимизации для улучшения характеристик выдержки. [6]
Приложения
[ редактировать ]Механизмы остановки кулачкового толкателя используются парами в швейных машинах для управления четырьмя движениями собачки подачи , при этом один кулачок перемещает собачку вверх и вниз, а другой кулачок перемещает собачку вперед и назад. Кулачки в этом приложении обычно расположены под углом 90 градусов друг от друга, что позволяет сделать паузу в движении собаки вверх/вниз во время ее перемещения вперед/назад. Отдельный регулируемый скользящий блок или звено используется для контроля количества движений собаки вперед/назад.
Промышленные применения включают загрузку и разгрузку деталей или транспортировку детали к машине и удержание ее на месте для производственного процесса. [7]
Другие области применения включают сборочные линии, упаковочное оборудование, станки и т. д.
См. также
[ редактировать ]Дальнейшее чтение
[ редактировать ]- Нортон, Р. (2009) Справочник по проектированию и производству кулачков, Industrial Press
- Ротбарт, Х. (2003) Справочник по проектированию кулачков, McGraw Hill
Ссылки
[ редактировать ]- ^ Уикер, Дж. Пеннок, Г. и Шигли, Дж. (2010). Теория машин и механизмов (4-е изд.). Издательство Оксфордского университета, стр. 201.
- ^ Доан, Дж. (2015) Машинный анализ с помощью компьютерных приложений для инженеров-механиков (1-е изд.), Wiley, стр. 299
- ^ Нортон, Р. (2008) Проектирование машин (4-е изд.), McGraw Hill, стр.427
- ^ Нортон, Р. (2008) Проектирование машин (4-е изд.), McGraw Hill, стр.147
- ^ Сонмез, Ю (август 2007 г.), «Введение в совместимые конструкции механизмов с длительным выдержкой с использованием продольных балок и дуг», Journal of Mechanical Design , 129 (8): 831–843, CiteSeerX 10.1.1.1063.1373 , doi : 10.1115/1.2735337
- ^ Доан, Дж. (2015) Машинный анализ с помощью компьютерных приложений для инженеров-механиков (1-е изд.), Wiley, стр. 167
- ^ Доан, Дж. (2015) Машинный анализ с помощью компьютерных приложений для инженеров-механиков (1-е изд.), Wiley, стр. 167