Kampimekanismi

Kokeneet kirjoittajat eivät ole vielä tarkistaneet sivun nykyistä versiota, ja se voi poiketa merkittävästi 10. helmikuuta 2022 tarkistetusta versiosta . tarkastukset vaativat 2 muokkausta .

Kampimekanismi (KShM) on suunniteltu muuttamaan männän edestakainen liike pyöriväksi liikkeeksi ( esimerkiksi polttomoottoreissa kampiakselin pyöriväksi liikkeeksi) ja päinvastoin. KShM-osat on jaettu kahteen ryhmään, nämä ovat liikkuvia ja kiinteitä osia:

Siirrettävät: mäntä männänrenkailla, männän tappi , kiertokanki , kampiakseli laakeroitu tai kampi , vauhtipyörä .
Kiinteä: sylinterilohko (on polttomoottorin perusosa ) ja on yleinen valu kampikammion , sylinterinkannen, vauhtipyörän ja kytkimen kotelon, alempi kampikammion ( pohja ), sylinterivaipan, lohkon kannet, kiinnikkeet, lohkon kannen tiivisteet, kannakkeet, puolirenkaat kampiakseli.

Kuinka se toimii

Suora kaavio: Kaasunpaineen vaikutuksesta mäntä tekee translaatioliikkeen kampiakselia kohti. Kinemaattisten parien "mäntä-kiertokangas" ja "yhdystanko-akseli" avulla männän translaatioliike muunnetaan kampiakselin pyöriväksi liikkeeksi. Kampiakseli koostuu:

kiertokankien tapit
juuren kaulat
vastapaino

Käänteinen kaavio: Kampiakseli suorittaa ulkoisen vääntömomentin vaikutuksesta kiertoliikkeen, joka kinemaattisen ketjun "akselin yhdystanko-mäntä" kautta muunnetaan männän siirtymäliikkeeksi.

KShM:n tyypit ja tyypit

Keski-KShM, jossa sylinterin akseli leikkaa kampiakselin akselin.
Offset KShM, jossa sylinterin akseli on siirretty suhteessa kampiakselin akseliin tietyllä määrällä;
V-muotoinen KShM (mukaan lukien hinattava kiertokange), jossa kaksi vasemmalla ja oikealla sylinterillä toimivaa kiertokankea on sijoitettu kampiakselin kammen päälle.

Iskun ja männän halkaisijan suhteen mukaan ne erottavat:

lyhyttahti [1] (S/D<1) KShM;
pitkätahtinen (pitkätahti) (S/D>1) KShM.

Autojen suurinopeuksisissa polttomoottoreissa vallitsee lyhyttahtijärjestelmä.

KShM-holkissa olevan sivuvoiman vaikutuksesta tapahtuu:

runko [2] (sivuvoimalla);
ristipää [3] (kuormittamaton mäntä);

Historia

Luonnossa

Heinäsirkkojen takaraajat ovat kampimekanismi, jonka pyöriminen on epätäydellinen. Ihmisen ja Android- robotin
reisi ja sääret edustavat myös kampimekanismia, jossa on epätäydellinen käännös.

Rooman valtakunnassa

Varhaisimmat todisteet koneen kiertokankeen yhdistetystä kammesta ovat peräisin roomalaisesta 3. vuosisadalta peräisin olevasta Hierapoliksen sahasta ja Bysantin kiveä leikkaavista sahoista Gerasissa Syyriassa ja Efesoksessa Vähä - Aasiassa (6. vuosisadalla jKr.). [4] Toinen tällainen saha saattoi olla olemassa 200-luvulla jKr. e. roomalaisessa Augusta Raurican kaupungissa (nykyinen Sveitsi), josta löydettiin metallikampi. [5]

Männän liikeyhtälöt (keskiakselille)

Määritelmät

l - kiertokangen pituus (kiertokangen akselin ja kammen akselin välinen etäisyys)
r - kammen säde (kammen akselin ja kammen keskikohdan välinen etäisyys, eli puolet männän iskusta A - kammen kiertokulma ("yläkuolopisteestä" "alakuolokohtaan") x on kiertokangen akselin sijainti (kammen keskeltä sylinterin akselia pitkin) v on kiertokangen akselin nopeus (keskeltä kammen kulma sylinterin akselia pitkin) a on kiertokangen akselin kiihtyvyys (kammen keskeltä sylinterin akselia pitkin) ω on kammen kulmanopeus radiaaneina sekunnissa (rad /sek)

Kulmanopeus

Kammen kulmanopeus kierroksina minuutissa (RPM):

\omega ={\frac {2\pi \cdot \mathrm {RPM} }{60}}

Suhteet kolmiossa

Kuten kaaviosta näkyy, kammen keskipiste, kammen akseli ja kiertokangen akseli muodostavat NOP-kolmion.
Kosinilauseesta seuraa , että:

l^{2}=r^{2}+x^{2}-2\cdot r\cdot x\cdot \cos A

Yhtälöt suhteessa kammen kulma-asentoon (keskikampiakselille)

Yhtälöt, jotka kuvaavat männän syklistä liikettä suhteessa kammen pyörimiskulmaan.
Näiden yhtälöiden esimerkkikaaviot on esitetty alla.

Asema

Sijainti kammen kulman suhteen (muuntamalla suhteet kolmioksi):

l^{2}-r^{2}=x^{2}-2\cdot r\cdot x\cdot \cos A

l^{2}-r^{2}=x^{2}-2\cdot r\cdot x\cdot \cos A+r^{2}[(\cos ^{2}A+\sin ^{2}A)-1]

l^{2}-r^{2}+r^{2}-r^{2}\sin ^{2}A=x^{2}-2\cdot r\cdot x\cdot \ cos A+r^{2}\cos ^{2}A

l^{2}-r^{2}\sin ^{2}A=(xr\cdot \cos A)^{2}

xr\cdot \cos A={\sqrt {l^{2}-r^{2}\sin ^{2}A))

{\displaystyle x=r\cos A+{\sqrt {l^{2}-(r\sin A)^{2))))

Nopeus

Nopeus suhteessa kammen kiertokulmaan (ensimmäinen derivaatta otetaan käyttämällä kompleksifunktion differentiaatiosääntöä ):

{\begin{array}{lcl}x'&=&{\frac {dx}{dA}}\\&=&-r\sin A+{\frac {\left({\frac {1} {2}}\right)\cdot (-2)\cdot r^{2}\sin A\cos A}{\sqrt {l^{2}-r^{2}\sin ^{2}A} }}\\&=&-r\sin A-{\frac {r^{2}\sin A\cos A}{\sqrt {l^{2}-r^{2}\sin ^{2} A}}}\end{array}}

Kiihtyvyys

Kiihtyvyys kampikulman suhteen (toinen derivaatta yhdistetty funktion differentiaatiosääntöä ja osasääntöä käyttäen ):

{\begin{array}{lcl}x''&=&{\frac {d^{2}x}{dA^{2))}\\&=&-r\cos A-{\ frac {r^{2}\cos ^{2}A}{\sqrt {l^{2}-r^{2}\sin ^{2}A))}-{\frac {-r^{2 }\sin ^{2}A}{\sqrt {l^{2}-r^{2}\sin ^{2}A}}}-{\frac {r^{2}\sin A\cos A \cdot \left(-{\frac {1}{2}}\right)\cdot (-2)\cdot r^{2}\sin A\cos A}{\left({\sqrt {l^{ 2}-r^{2}\sin ^{2}A}}\oikea)^{3}}}\\&=&-r\cos A-{\frac {r^{2}(\cos ^ {2}A-\sin ^{2}A)}{\sqrt {l^{2}-r^{2}\sin ^{2}A))}-{\frac {r^{4}\ sin ^{2}A\cos ^{2}A}{\left({\sqrt {l^{2}-r^{2}\sin ^{2}A}}\oikea)^{3}} }\end{array}}

Esimerkki männän liikekaavioista

Kaavio näyttää x, x', x" kampikulman funktiona erilaisille kammen säteille, missä L on kammen pituus (l) ja R on kammen säde (r) :

Animaatio männän liikkeestä samanpituisella kiertokangella ja säädettävällä kammella yllä olevassa kaaviossa:

Sovellus

Kampimekanismia käytetään polttomoottoreissa , mäntäkompressoreissa , mäntäpumpuissa , ompelukoneissa , kampipuristimissa sekä joidenkin asuntojen ja turvaovien ikkunaluukkujen ajossa. Kampimekanismia käytettiin myös ruohonleikkureissa .

Katso myös

Polttomoottori

Muita tapoja muuttaa pyörivä liike suoraviivaiseksi

Tässä oli mahdollisuus vaihtaa Heuken.

Muistiinpanot

↑ Lyhyttahtimoottori / M. A. Latin // Konda - Kun. - M . : Soviet Encyclopedia, 1973. - ( Great Soviet Encyclopedia : [30 osassa] / päätoimittaja A. M. Prokhorov ; 1969-1978, osa 13).
↑ Tavaratilan moottori // Tardigrades - Ulyanovo. - M . : Soviet Encyclopedia, 1977. - ( Great Soviet Encyclopedia : [30 osassa] / päätoimittaja A. M. Prokhorov ; 1969-1978, osa 26).
↑ Ristipäämoottori / V.I. Efanov // Konda-Kun. - M . : Soviet Encyclopedia, 1973. - ( Great Soviet Encyclopedia : [30 osassa] / päätoimittaja A. M. Prokhorov ; 1969-1978, osa 13).
↑ 1 2 Ritti, Tullia; Grewe, Klaus; Kessener, Paul (2007), "A Relief of the Water-powered Saw Mill on a Sarcophagus at Hierapolis and its Implics", Journal of Roman Archeology, 20, pp. 138-163
↑ Schioler, 2009

Kirjallisuus

Schioler, Thorkild. Die Kurbelwelle von Augst und die römische Steinsägemühle: [ eng. ] // Helvetia Archaeologica : J. - 2009. - Voi. 40, ei. 159/160. - s. 113-124.
Grabovsky, A. A. Kahden kampiakselin kampimekanismin kinematiikka // Izvestiya MSTU MAMI. - 2009. - nro 2 (8). — s. 56–63.

Linkit

Pyörimisliikkeen muuntaminen suoraviivaiseksi . Tool-land.ru . Haettu: 26.7.2019. (Venäjän kieli)
Kampimekanismi (KShM) . carspec.info . Haettu: 26.7.2019. (Venäjän kieli)

Mekanismit
Pyörivä	mekaaninen voimansiirto hampaita planetaarinen Aalto ketju vyö kitkainen sykloidinen kardaani Vakionopeusliitos Mekaaninen kytkin kitkainen nokkalevy hampaita keskipakoinen yliajo Hrapova maltalainen
Suoraviivainen	Kammen liukusäädin Kampi "Etulevy - tangot" Keinulaakeri Skotlantilainen hammastanko ja hammaspyörä Ruuvi-mutteri vaihteisto Vinssi portti Sarrus Lipkina - Posselye
... suunnilleen	watta Hoyken Chebyshev Klanna Jansen
Käännös	Suunnikas
Yhdistelmäliike	nokka Eksentrinen Trammel neljän linkin Simpukan kuori