Teoria lanturilor cinematice

Teoria lanturilor cinematice

1. Lantul cinematic

Masina unealta consta in combinarea judicioasa a unui numar de mecanisme in scopul transmiterii puterii de le electromotor la veriga executanta.

Totalitatea acestor mecanisme formeaza un lant cinematic.

Lantul cinematic este totalitatea mecanismelor care concura la obtinerea unei miscari impuse prin transmiterea si tranformarea unei miscari date (de rotatie, de translatie).

2. Clasificarea lanturilor cinematice

Pentru intelegere exemplificam capul unei masini unelte de rectificat a carei schema cinematica se da mai jos:

Fig. 1 Schema cinematica simplificata a unei masini-unelte

(masina pentru rectificat filete)

- Lantul cinematic de realizare a vitezei de aschiere

() numit lant cinematic principal

- Lantul cinematic de de realizare a avansului elicoidal:

- lant cinematic de avans

- Lantul cinematic pentru retragere rapida a mesei :

( ) - lant cinematic ajutator (auxiliar) desi nu ia parte la procesul de aschiere asigura productivitate.

3.Reprezentarea lanturilor cinematice

Schema cinematica a unei masini complexe este foarte laborioasa si incomoda cu simbolurile clasice. Pentru simplificare se folosesc simboluri conventionale pentru mecanismele principale- reprezentate prin rolul functional obtinand SCHEMA STRUCTURALA.

Fig.2 Schema structurala a masinii de rectificat filete

- rapoarte constante

- raport variabil

- cutie de viteza (raport variabil)

Pentru reprezentarea schemelor structurale se folosesc urmatoarele simboluri:

Fig.3. Simboluri folosite pentru reprezentarea schemelor structurale

Explicam intocmind schema structurala a unui lant cinematic principal la strunjire:

M CV

OP I F

Fig.4.Schema structurala a unui lant cinematic principal la strunjire

4. Raportul si functia (ecuatia) de transfer a unui mecanism din lantul cinematic

Mecanismul este caracterizat prin functia si capacitatea sa de a transmite si a transforma o marime fizica data in alta marime fizica impusa stabilind un anumit raport intre ele.

Fiecare mecanism poseda un element de intrare prin care primeste marimea "" si un element de iesire care emite marimea de iesire "".

Operatia de transmitere si transformare a marimii de intrare "" intr-o marime de iesire "" se numeste operatie de transfer

Raportul de transfer este:

- Pentru angrenaje raportul de transfer este inversul raportului de transmitere:

Functia de transfer este:

Raportul de reglare a marimilor de intrare si de iesire:

Capacitatea de reglare este:

Exemplificari pentru diverse mecanisme:

▪ Angrenajul cu roti dintate

▪ Mecanismul Surub - piulita

n

;

▪ Pinion - cremaliera

;

▪ Cama - tachet

Spatiu = h   

Timp - o perioada

5. Raportul si functia de transfer a lantului cinematic

- Un lant cinematic consta din "K" mecanisme M legate in serie ale caror rapoarte de transfer sunt:

; ; ...

....

Se scriu ecuatiile de transfer:

Sa luam ca exemplu un lant cinematic si sa calculam viteza V:

6. Asocierea lanturilor cinematice

Prin functiile lor generatoare sau auxiliare lanturile cinematice ale MU pot fi mai mult sau mai putin dependente intre ele datorita conditiilor cinamatice, tehnologice sau chiar economice impuse. Exemplu cazul lantului cinematic de filetare sau lantul cinematic de avans la gaurire

Modurile in care lanturile cinematice se pot lega (asocia) intre ele pentru a realiza anumite dependente intre ele pot fi:
- asociate in serie

- associate in paralel

- asociate mixt

6.1.Asocierea in serie

Doua sau mai multe lanturi cinematice sint associate in serie atunci cind prin intermediul unui mechanism de cuplare ,,C'' se transmite sub forma de marime de intraare in lantul cinematic urmator :

Fig. 5 Asocierea in serie

-raport de transmitere pentru mecanismele de cuplare ,,C''

-rapoarte de transfer pentru mecanisme de reglare (constante )

-rapoarte de trasmitere pentru mecanisme reglabile

Functia de transfer a mecanismului de cuplare ,,C''

Pentru al doilea lant cinematic

Functia de transfer a mecanismului de cuplare ,,C''

Prin reducerea acestor trei functii

Grupind rapoartele constant K =

. K .

De obicei raportul de transfer al ultimului mecanism sau din lantul cinematic este dimensional si atunci se poate scrie

K .

Se pot exemplifica legari in serie a unui lant cinematic pe rind cu 2 lanturi cinematice

Fig. 6. Asocierea in serie cu doua lanturi cinematice avans longitudinal, avans transversal)

Avans longitudinal

Avans transversal

Este cazul frezei universale care are un singur motor si o cutie de viteza pentru cele doua avansuri ale mesei-longitudinal+transversal

Fig. 7 Asocierea in serie cu doua lanturi de avans avans de lucru, avans rapid)

=K . Avans lucru

Avans rapid

6.2. Asocierea in paralel

Doua sau mai multe lanturi cinematice sint asociate in paralel atunci cand intre marimile de intrare sau de esire exista anumite relatii

In functie de relatiile ce exista intre aceste marimi putem avea :

a.     Lanturi cinematice asociate in paralel cu legatura conditionata a marimilor de iesire

Fig. 8 Asocierea in paralel cu legatura neconditionata a marimilor de iesire

Este cazul cel mai frecvent al lantului cinematice care asigura sinteza de aschiere si lantul cinematic de avans

b.Lanturi cinematice asociate in paralel cu legatura conditionata a marimilor de iesire

Marimile de iesire la aceste lanturi sunt in mod obligatoriu corelate din necesitatea obtineri tariectoriilor directoare si generatoare

Este capul lantului cinematic de filetare la masinile de rectificat filete unde masinile de iesire :

Iar, -raportul dintre ele este conditionat de marimea unghiului elicei

Fig. 9 Asocierea in paralel cu legatura conditionata a marimilor de iesire

= tg β La modul sau tg β este legat de conditia geometrica

Tg β =

= tg β = ct =

6.3 Asocierea mixta

Se intelege prin asociere mixta a lanturilor cinematice, lanturile cinematice legate in serie si in paralel (fig.10).

Ele se grupeaza in lanturi cinematice asociate mixt si care furnizeaza la capatul de iesire:

1 marime de iesire

2 sau mai multe marimi de iesire

Fig. 10. Schema de asociere mixta lanturilor cinematice

Insumarea algebrica a marimilor de iesire se face in mecanismul care are raportul d transfer pentru primul lant si pentru ala doilea lant

Aceste mechanisme pot fi : mecanism diferential, mecanism cu clichet, etc.

y =

) Scotand in fata rapoartele constante