Структурный анализ механизма.

Данный механизм состоит из пяти подвижных звеньев:

1 – кривошип;

2,4 – шатуны;

3,5 – ползуны.

В механизме семь кинематических пар:

I: стойка 6 – кривошип 1 – вращательное движение

II: кривошип 1 – шатун 2 – вращательное движение

III: шатун 2 – ползун 3 – вращательное движение

IV: ползун 3 – стойка 6 – вращательное движение

V: кривошип 1 – шатун 4 – вращательное движение

VI: шатун 4 – ползун 5 – вращательное движение

VII: ползун 5 – стойка 6 – вращательное движение

Все кинематические пары пятого класса (p₅).

По формуле Чебышева определим степень подвижности механизма (W):

,

где n – число подвижных звеньев;

p₅ – число кинематических пар пятого класса;

p₄ – число кинематических пар четвёртого класса;

,

что говорит о том, что в данном механизме одно ведущее звено. Согласно классификации Артоболевского данный механизм:

1. Состоит из двух групп Ассура.

2. Является механизмом 1^-го класса.

— механизм 1^-го класса

Формула строения механизма

2 (2,3)

1 (1)

2 (4,5)

Синтез рычажного механизма

В задачу синтеза входит определение геометрических размеров звеньев.

Дано: число оборотов кривошипа n₁=2000 об/мин, тогда период вращения коленвала с. Средняя скорость движения ползуна v_ср=9,0 м/с если , то м=13,5 см. Длина кривошипа м= =6,75 см. Если отношение длины шатуна к длине кривошипа , то м=24,3 см= .

Найдём положения центров масс на шатунах по заданному соотношению:

l_AS2=l_AS4=0,35´l,

где l – длина шатуна. Тогда l_AS2=l_AS4=0,35´0,243»0,085 м.

2.3 Определение скоростей точек и угловых скоростей звеньев методом планов.

Скорость точек можно определить методом планов скоростей. Кинематическое исследование этим методом производится в следующей последовательности:

1. Вычерчиваем механизм в положениях, для которых нужно построить планы скоростей.

2. Строим планы скоростей для всего механизма.

Механизм вычерчивается в определённом масштабе, который выражается масштабным коэффициентом:

,

где l_О1А – действительное значение длины звена; ОА – отрезок, изображающий длину на чертеже.

Для построения положений звеньев механизма и траекторий, по которым перемещаются точки, применяется метод геометрических мест (засечек). Планы механизмов строятся для последовательно располагающихся равноотстоящих положений ведущего звена. Кинематическое исследование проводится для одного цикла движения. Соединяя последовательно положения одной и той же точки звена, получим траекторию движения точки.

Результат графического решения уравнения, связывающего две скорости двух точек звена, называется планом скоростей звена. Векторы относительных скоростей не проходят через полюс плана скоростей, если звено не совершает вращательного движения вокруг точки, принадлежащей этому звену. Векторы абсолютных скоростей начинаются в полюсе плана скоростей.

Рассмотрим построение плана скоростей для одного положения механизма. Определим скорость точки А ведущего звена.

,

где , а n – число оборотов кривошипа, откуда с^-1, м/с ^ О₁А.

Зададимся масштабным коэффициентом: .

Составим векторные уравнения для присоединённых групп Ассура с целью определения скоростей точек В и С.

, v_ВА ^ АВ; v_ВВ6 II х-х; v_В6=0.

, v_DА ^ АD; v_DD6 II х-х; v_D6=0.

Выбрав полюс p_v и, задавшись масштабным коэффициентом, строим планы скоростей для всех положений механизма. По правилу подобия: фигура, образованная на плане скоростей векторами относительных скоростей, подобна соответствующей фигуре на кинематической схеме механизма и повернута относительно её на 90° по направлению угловой скорости. Отсюда следует, что точки S₂ и S₄ на плане скоростей определятся из пропорций:

мм

мм.

Скорости точек S₂ и S₄ определяются векторами, соединяющими эти точки с полюсом.

Угловые скорости звеньев находим:

.

Числовые значения скоростей для положения I определяются следующим образом:

м/с

м/с

м/с

м/с

м/с

м/с, тогда

с^-1, м/с.

Результаты измерений и вычислений занесём в таблицу 1.

Таблица 1

продолжение таблицы 1