Читать онлайн «Большая энциклопедия техники». Страница 67

На каретках с шатуном шлицевого образца ось изготавливается с круглым сечением, концы осей оснащаются 8 выступами, при этом ось создается пустотелой, что значительно облегчает каретку. Полыми болтами шатуны фиксируются к каретке. Используются каретки и шатуны такого типа для изготовления велосипедов высокого класса. Также разработаны каретки традиционной конструкции с шатунами шлицевого образца, концы такой каретки обеспечиваются квадратными сечениями, шатун притягивается с помощью винта, вворачиваемого в ось. Каретки с квадратными сечениями на концах оси оснащаются шатуном, притягиваемым к оси при помощи гайки, которая накручивается на ось каретки.

Каретками оснащаются металлорежущие станки, в которых они являются нижней опорной частью суппорта, перемещение каретки осуществляется по направляющим станины, например в токарных станках, по направляющим поперечины в продольно-строгальных и карусельных станках; также каретка может быть частью стола станка, которая движется по направляющим консоли, например в поперечно-строгальных и фрезерных станках. В ткацких станках каретка служит для зевообразования в результате выработки тканей с мелким узором или сложностью переплетений. Каретки включены в конструкцию пишущих машинок, для этого они изготавливаются в качестве рамки с валиком для бумаги. Широко используются стальные каретки, оснащенные металлическими роликами, предназначенные для монтажа в кронштейн направляющих, сочетаются с регулируемыми капсулами. Велосипеды оснащаются каретками, которые представляют собой педальное устройство велосипеда.

Каретки с электроприводом применяются для электрических талей, создавая перемещение подвешенной тали с грузом в горизонтальной ориентированности относительно монорельсового пути. Непосредственно передвижение выполняет электрический привод каретки, таль служит как электротельфер.

Ручная каретка, т. е. без электрического привода, используется для электрических талей для произведения перемещения подвешенной электрической тали с грузом также в горизонтальном направлении относительно монорельсового пути, однако для создания движения необходимо произведение усилия, которое прикладывается непосредственно к тали.

Название произошло от английского слова carter. Представляет собой недвижимую деталь устройства или механизма, например редуктора, двигателя, в основном коробчатого сечения для опоры и предохранения от загрязнения рабочих элементов. Нижняя часть картера называется поддоном и является контейнером, содержащим смазочное масло.

Кинематическая пара представляет собой совокупность двух тел, при которой форма одного из тел позволяет определить полный ряд последовательных положений, свойственных другому телу. Звеньями называются тела, являющиеся составляющими пары. Кинематическая пара является подвижным сопряжением двух твердых звеньев, на которые ставятся условия связи, ограничивающие их относительное движение.

Произвольное из условий связи ликвидирует одну степень свободы, т. е. устраняя одно из шести самостоятельных относительных перемещений в пространстве. Относительно условий связи кинематические пары подразделяются на пять классов. Число степеней свободы определяется по формуле W = 6 – S. Оставшиеся относительные движения звеньев необходимы для разделения кинематических пар внутри каждого класса. Относительно характера соприкосновения звеньев кинематические пары делятся на низшие, обладающие контактом по поверхностям, и высшие (определяются контактом по линиям или в точках). Высшие кинематические пары допустимы всех пяти классов, имеют много видов. Низшие пары возможны только трех классов и шести видов.

Кинематические пары подразделяются на геометрически замкнутые пары, в которых постоянное соприкосновение поверхностей создается благодаря форме включенных элементов, и незамкнутые пары, созданные таким образом, что замыкание производится при помощи прижимающей силы – силового замыкания. Примером может служить силовое замыкание в кулачковом механизме.

Простые пары определяются как пары, у которых относительное движение одного звена относительно другого соотносится с относительным движением второго звена в соотношении с первым звеном.

Поступательной парой называется пара, в которой одно из тел способно создавать только поступательное движение относительно другого тела.

Примером поступательной пары может служить тело, оснащенное призматическим каналом, в который устанавливается призма.

Вращательной парой является цилиндрическая втулка и установленный в нее шип, который оснащается закраинами, ограничивающими шип и не позволяющими покинуть втулку.

Винтовая пара представляет собой сочетание винта и гайки, при этом шагом является расстояние, находящееся между нарезками винта по ориентированности оси винта.

Поступательная пара рассматривается в качестве винтовой пары с шагом, соответствующим бесконечности.

Вращательная пара определяется как винтовая шагом, равным нулю.

В прямоугольной системе координат может наблюдаться три поступательных движения, происходящих в направлениях трех осей координат, три вращательных – вокруг осей.

Высшие пары определяются как пары, не выполняющие свойство простых пар, например шкив и перекинутый через него ремень, соединение зубчатых колес, полная трехгранная призма, дуговой двухсторонник, эллиптический циркуль и т. д. Движение первого звена в звене второго является обращенным относительно движения второго звена в первом звене.

Условными кинематическими парами считаются подвижные сопряжения с некоторым количеством промежуточных тел качения, например шарикоподшипники и роликоподшипники, промежуточных деформируемых элементов, например безлюфтовые шарниры устройств с плоскими пружинами.

Кинематическая цепь представляет собой последовательное соединение звеньев в пары. В случае, когда последнее звено соединяется с первым звеном, кинематическая цепь называется замкнутой. Если же последнее звено не соединено с первым звеном, цепь считается открытой. Принудительная кинематическая замкнутая цепь определяется как цепь, имеющая одно звено неподвижное, приобретает определенность движения, которая свойственна механизму. Если в принудительной цепи одно звено задается неподвижным, то считается, что цепь поставлена на этом звене, при этом, если ставить принудительную цепь последовательно на каждое из звеньев, можно создать такое количество механизмов, которое соответствует количеству звеньев в цепи. Принудительной цепью является шарнирная четырехсторонняя фигура, включающая четыре стержня, которые объединены при помощи шарниров, являющихся вращательными парами.

Кинетостатика механизмов представляет собой одну из частей теории динамики машин и механизмов, основанную на методе силового расчета, который позволяет находить реакции элементов кинематических пар механизма при известном законе движения устройства.

При рассмотрении всех сил, которые прикладываются к звеньям механизма, присоединяют силы инерции, используя принцип Д’Аламбера, можно принять весь механизм как единое целое и отдельные его части как находящиеся в состоянии равновесия. Для задания сил, направленных на механизм, используют уравнение статики, составляются системы уравнений для отдельных составляющих механизма. Количество уравнений соответствует количеству неизвестных реакций. Такие системы получили название статически определимых. Проведение силового последовательного расчета механизма кинематических пар начинается с максимально удаленной группы относительно начального звена механизма. Векторное уравнение решается при помощи многоугольника, где реакция находится при помощи векторного уравнения равновесия сил на одном из звеньев. Исследование равновесия начального звена: находят реакцию, уравновешенный момент, который прикладывается к этому звену, для создания установленного закона движения начального звена. Для нахождения силы трения в кинематических парах используется система уравнений с добавочным независимым уравнением. Находятся реакции, затем определяются силы трения в парах, далее расчет производится еще раз с учетом сил трения в качестве внешних сил, которые прикладываются к звеньям, получая при повторном расчете как бы более точные реакции в первом приближении. Расчет также может повторяться, принимая силы трения как определенные. Для расчета многозвенных пространственных устройств используется такой же метод, при этом решение становится достаточно большим.

Кинетостатика механизмов широко используется при проведении проектировочных работ новых машин, направленных на точный расчет прочности создаваемых технических устройств.