Vevmekanismen (KShM) är utformad för att omvandla kolvens fram- och återgående rörelse till rotationsrörelse (till exempel till vevaxelns rotationsrörelse i förbränningsmotorer) och vice versa. KShM delar är indelade i två grupper, dessa är rörliga och fasta delar:
Direktschema: Kolven under påverkan av gastrycket gör en translationsrörelse mot vevaxeln. Med hjälp av kinematiska par "kolv-vevstång" och "vevstångsaxel" omvandlas kolvens translationsrörelse till rotationsrörelse av vevaxeln. Vevaxeln består av:
Omvänt diagram: Vevaxeln, under verkan av ett applicerat externt vridmoment, utför en rotationsrörelse, som genom den kinematiska kedjan "axel-vevstång-kolv" omvandlas till en translationsrörelse av kolven.
Beroende på förhållandet mellan slaglängd och kolvdiameter skiljer de åt:
I höghastighetsförbränningsmotorer för bilar råder ett kortslagsschema.
Genom närvaron av sidokraft på KShM-hylsan händer det:
Gräshoppors bakben är en vevmekanism med ofullständig rotation.
Låret och underbenet på en människa och androidrobotar representerar också en vevmekanism med en ofullständig sväng.
De tidigaste bevisen för en vev kombinerad med en vevstång på en maskin är från ett sågverk från Hierapolis , 300-talet e.Kr., romersk tid, och bysantinska stensågverk i Geras , Syrien och Efesos , Mindre Asien (600-talet e.Kr.). [4] Ett annat sådant sågverk kan ha funnits på 200-talet e.Kr. e. i den romerska staden Augusta Raurica (moderna Schweiz), där en metallvev hittades. [5]
l - vevstakens längd (avstånd mellan vevstakens axel och vevaxeln)
r - vevaxeln (avståndet mellan vevaxeln och vevens mitt, det vill säga halva kolvens slaglängd
A - vevens rotationsvinkel (från "övre dödpunkt" till "nedre dödpunkt")
x är positionen för vevstakens axel (från mitten av veven längs cylinderaxeln)
v är hastigheten för vevstakens axel (från mitten av veven av veven längs cylinderaxeln)
a är accelerationen av vevstakens axel (från mitten av veven längs cylinderns axel)
ω är vevens vinkelhastighet i radianer per sekund (rad/sek)
Vevvinkelhastighet i varv per minut (RPM):
Som visas i diagrammet bildar vevcentrum, vevaxeln och vevstakens axel en NOP-triangel.
Av cosinussatsen följer att:
Ekvationer som beskriver kolvens cykliska rörelse med avseende på vevens rotationsvinkel.
Exempeldiagram av dessa ekvationer visas nedan.
Position i förhållande till vevens vinkel (genom att konvertera relationer i en triangel):
Hastighet med avseende på vevens rotationsvinkel (den första derivatan tas med hjälp av den komplexa funktionsdifferentieringsregeln ):
Acceleration med avseende på vevvinkel ( andraderivatan tagen med hjälp av sammansatt funktionsdifferentieringsregel och delregel ):
Grafen visar x, x', x" kontra vevvinkeln för olika vevardier, där L är vevlängden (l) och R är vevaxelns radie (r) :
Animation av kolvrörelsen med en vevstång av samma längd och med en vev med variabel radie i grafen ovan:
Vevmekanismen används i förbränningsmotorer , kolvkompressorer , kolvpumpar , symaskiner , vevpressar och för att driva luckorna i vissa lägenhets- och säkerhetsdörrar. Dessutom användes vevmekanismen i stångklippare .
Här fanns möjligheten att byta Heuken.
Mekanismer | |
---|---|
Roterande | |
rätlinjig | |
...ungefär | |
Översättning | Parallellogram |
Sammansatt rörelse |