Реферат: Об одном кулисно-рычажном механизме - текст реферата. Скачать бесплатно.
Банк рефератов, курсовых и дипломных работ. Много и бесплатно. # | Правила оформления работ | Добавить в избранное
 
 
   
Меню Меню Меню Меню Меню
   
Napishem.com Napishem.com Napishem.com

Реферат

Об одном кулисно-рычажном механизме

Банк рефератов / Технологии

Рубрики  Рубрики реферат банка

закрыть
Категория: Реферат
Язык реферата: Русский
Дата добавления:   
 
Скачать
Microsoft Word, 912 kb, скачать бесплатно
Обойти Антиплагиат
Повысьте уникальность файла до 80-100% здесь.
Промокод referatbank - cкидка 20%!

Узнайте стоимость написания уникальной работы





Об одном кулисно-рычажном механизме

Смоляков Андрей Анатольевич, старший научный сотрудник РФЯЦ-ВНИИЭФ .

Уповалов Вячеслав Владимирович, научный сотрудник РФЯЦ-ВНИИЭФ .

Предлагается к рассмотрению кулисно-рычажный механизм, в котором осуществляется преобразование вращательного движения кулачка в качание кулисы. Механизм может быть реализован двумя способами, как показано на рис. 1 и 2. Устройство состоит из кулачка, вращающегося вокруг постоянной оси, и кулисы с двумя направляющими. Кулиса, с жестко заделанными направляющими, качается вдоль своей оси качания, перпендикулярной оси вращения кулачка. В каждый момент времени кулачок касается обеих направляющих (каждой в одной точке) за счет выбора формы кулачка (в первом варианте) или направляющих (во втором варианте). В первом варианте (см. рис. 1) направляющие имеют форму цилиндров, а во втором варианте (см. рис. 2) кулачок выполнен в форме цилиндра.


Рис. 1.

Для нахождения функции, описывающей форму кулачка для первого варианта, необходимо решить дифференциальное уравнение (1.1).

        (1.1)

при, где

- максимальный угол отклонения кулисного механизма с направляющими вокруг оси качания кулисы;

l - расстояние между осями направляющих кулисного механизма;

r - радиус направляющей:

H - радиус качания кулисы (перпендикуляр от центра оси качания кулисы к отрезку, соединяющему центры направляющих);

L - радиус вращения кулачка (между центром кулачка и центром оси вращения кулачка).

Оси x и y лежат в плоскости определяющей кулачка и направлены соответственно вдоль максимального и минимального диаметров.

Уравнение (1.1) имеет вид дифференциального уравнения Клеро. Как известно, дифференциальное уравнение Клеро /1/ имеет особый интеграл (в параметрической форме)  и, причем. Правая часть дифференциального уравнения (1.1) - это. После подстановки имеем параметрическое решение уравнения (1.1) в виде:

Для нахождения функции, описывающей форму направляющих для второго варианта (рис. 2), необходимо решить систему из 3-х уравнений (2.1), (2.2) и (2.3), приведенных ниже. Уравнение (2.1) определяет, что каждая точка направляющей лежит на окружности - кулачке. Дифференциальное уравнение (2.2) определяет, что в точках соприкосновения кулачка и направляющих совпадают производные, т.е. происходит касание. Уравнение (2.3) (следует из) определяет, что конструкция жестко связана.

(2.1)
(2.2)
(2.3)


Рис. 2.

при очевидных граничных условиях

и , где

 - максимальный угол отклонения кулисного механизма с направляющими вокруг оси качания кулисы;

 - угол отклонения кулисного механизма с направляющими вокруг оси качания кулисы;

 - угол поворота кулачка вокруг оси собственного вращения при отклонении кулисы на угол;

l - расстояние между осями направляющих кулисного механизма;

R - радиус кулачка;

H - радиус качания кулисы (перпендикуляр от центра оси качания кулисы к отрезку, соединяющему центры направляющих);

L - радиус вращения кулачка (между центром кулачка и центром оси вращения кулачка).

Ось x направлена вдоль центральной оси направляющей, ось y - перпендикулярно к оси x. Начало координат - середина направляющей, самое ?узкое¦ место. Координата y определяет радиус сечения направляющей в точке с координатой x. Продифференцируем (2.1) по x:

        (2.4)
из (2.2), подставим в (2.4)

, отсюда следует

, и имеем

(2.5)
из (2.3) следует, что   или   , - подставляем в (2.5)

, что дает

(2.6)


Подставим из (2.3) выражение для  в (2.6)

или, откуда имеем

(2.7)


Подставив (2.7) в (2.2), получим  или

или

(2.8)
Подставив из (2.8) выражение для в (2.7), получим

(2.9)
Подставим (2.8) и (2.9) в (2.1), получим выражение:

,

в котором приведем к общему знаменателю выражения в скобках

и затем сократим выражения в скобках,

что приведет к окончательному виду дифференциального уравнения, определяющего форму направляющих

(2.10)
Если обозначить  и  , то уравнение (2.10) можно переписать как

(2.11)


Уравнение (2.11) преобразуем так, чтобы получить дифференциальное уравнение Лагранжа /1/.

(2.12)
Как известно, дифференциальное уравнение Лагранжа

приводится к уравнению в виде ;

переписав последнее относительно  в виде (2.13)
и получаем линейное дифференциальное уравнение относительно.

Для уравнения (2.12) можно записать соотношения

,    ,  ,     .

Обозначим и запишем уравнение (2.13) как линейное дифференциальное уравнение относительно.

(2.14)
Обозначим  и перепишем уравнение (2.14) как линейное дифференциальное уравнение первого порядка,

или, после упрощения
(2.15)
Как известно, линейное дифференциальное уравнение первого порядка

при интегральном множителе имеет общее решение.

Для уравнения (2.15) можно записать

 ,   .

Из /2/ имеем:

,

отсюда.

Общее решение можно теперь записать как.

Если рассматривать z как параметр, то подставив значение для x в уравнение (2.12), можно получить параметрическое решение уравнений (2.1), (2.2) и (2.3) в виде

,

. (2.16)
Чтобы определить неизвестную константу C, необходимо удовлетворить граничные условия. Очевидно, что условие

выполняется тождественно. Уравнение (2.16) для условия

примет вид:

,

откуда.

Окончательно имеем параметрическое задание в виде, причем

,

, где    и  .

Оба варианта определения геометрических форм деталей предложенной конструкции кулисно-рычажного механизма были предварительно промоделированы в программе трехмерного проектирования AutoCAD версии 12. Изготовленные пробные экземпляры показали ожидаемый результат.

Данная конструкция обладает способностью сохранять форму передачи движения при любом изменении положения самой конструкции за счет постоянного касания кулачка с каждой направляющей в одной точке. При этом не требуется использования дополнительных деталей, например подшипников, что позволяет без проблем изготовить подобные кулисно-рычажные механизмы малых размеров. Это дало возможность использования описанного механизма, в частности, в серийном производстве датчиков для медицинских приборов, осуществляющих сканирование внутренних органов человека, на Арзамасском приборостроительном заводе. Возможно применение и в других областях приборостроения и промышленности.

Первый вариант более труден для изготовления (т.к. форма кулачка является сложной геометрической фигурой, для изготовления которой необходима специальная оснастка), поэтому наибольший практический интерес представляет второй вариант реализации (и поэтому изложенный более подробно), где направляющие являются фигурами вращения и могут быть легко изготовлены на станке с ЧПУ. Следует отметить, что для второго варианта необходимо просчитать в диапазоне (можно с небольшим запасом), т.к. только в этом интервале происходит касание.

На описанное устройство получено решение о выдаче патента Всероссийским Научно-исследовательским институтом Государственной Патентной Экспертизы (ВНИИГПЭ).

 

Литература:

1. Корн Г. К. и Корн Т. К., Справочник по математике (для научных работников и инженеров),стр. 269, М.: ?Наука¦, 1974.

2. Бронштейн И. Н. и Семендяев К. А., Справочник по математике для инженеров и учащихся втузов, стр. 93, М.: ?Наука¦, 1986.


1Архитектура и строительство
2Астрономия, авиация, космонавтика
 
3Безопасность жизнедеятельности
4Биология
 
5Военная кафедра, гражданская оборона
 
6География, экономическая география
7Геология и геодезия
8Государственное регулирование и налоги
 
9Естествознание
 
10Журналистика
 
11Законодательство и право
12Адвокатура
13Административное право
14Арбитражное процессуальное право
15Банковское право
16Государство и право
17Гражданское право и процесс
18Жилищное право
19Законодательство зарубежных стран
20Земельное право
21Конституционное право
22Конституционное право зарубежных стран
23Международное право
24Муниципальное право
25Налоговое право
26Римское право
27Семейное право
28Таможенное право
29Трудовое право
30Уголовное право и процесс
31Финансовое право
32Хозяйственное право
33Экологическое право
34Юриспруденция
 
35Иностранные языки
36Информатика, информационные технологии
37Базы данных
38Компьютерные сети
39Программирование
40Искусство и культура
41Краеведение
42Культурология
43Музыка
44История
45Биографии
46Историческая личность
47Литература
 
48Маркетинг и реклама
49Математика
50Медицина и здоровье
51Менеджмент
52Антикризисное управление
53Делопроизводство и документооборот
54Логистика
 
55Педагогика
56Политология
57Правоохранительные органы
58Криминалистика и криминология
59Прочее
60Психология
61Юридическая психология
 
62Радиоэлектроника
63Религия
 
64Сельское хозяйство и землепользование
65Социология
66Страхование
 
67Технологии
68Материаловедение
69Машиностроение
70Металлургия
71Транспорт
72Туризм
 
73Физика
74Физкультура и спорт
75Философия
 
76Химия
 
77Экология, охрана природы
78Экономика и финансы
79Анализ хозяйственной деятельности
80Банковское дело и кредитование
81Биржевое дело
82Бухгалтерский учет и аудит
83История экономических учений
84Международные отношения
85Предпринимательство, бизнес, микроэкономика
86Финансы
87Ценные бумаги и фондовый рынок
88Экономика предприятия
89Экономико-математическое моделирование
90Экономическая теория

 Анекдоты - это почти как рефераты, только короткие и смешные Следующий
Затмение Солнца на Земле нечастое и безопасное явление, в отличие от затмений в головах солнцеподобных землян.
Anekdot.ru

Узнайте стоимость курсовой, диплома, реферата на заказ.

Банк рефератов - РефератБанк.ру
© РефератБанк, 2002 - 2017
Рейтинг@Mail.ru