Представим все пары механизма

0 – 1 опора – кривошип – вращательная пара 5 класса;

0 – 3 опора – кулиса – вращательная пара 5 класса;

1 – 2 кривошип – камень кулисы – поступательная пара 5 класса;

2 – 3 камень кулисы – кулиса – поступательная пара 5 класса;

3 – 4 кулиса – ползун – поступательная пара 5 класса;

4 – 5 ползун – штанга – поступательная пара 5 класса;

5 – 0 штанга – опора – поступательная пара 5 класса.

Подсчитав число звеньев и число кинематических пар механизма, по формуле П.А.

Чебышева для плоского механизма. Рассчитаем его степень подвижности.

W=3n-2p₅-p₄

где:

n – число всех подвижных звеньев механизма;

p₅ – количество пар 5 класса;

p₄ – количество пар 4 класса;

n = 5;

р₅ = 7

W=3·5-2·7=1

Вывод: механизм работоспособен.

Определяем структурную группу Асура 4 – 5:

W=3·2-2·3=0

n = 2

p₅ = 3

Рис1.

Отдельная группа 4 – 5 – поступательная пара 5 класса

Остаток:

Пары:

0 – 1 опора – кривошип – вращательная пара 5 класса;

0 – 3 опора – кулиса – вращательная пара 5 класса;

3 – 2 камень кулисы – кулиса – поступательная пара 5 класса;

1 – 2 кривошип – камень кулисы – поступательная пара 5 класса;

W=3·3-2·4=1

n = 3

p₅ = 4

Определим следующую структурную группу Асура 2 – 3 камень кулисы – кулиса –

поступательная пара 5 класса;

W=3·2-2·3=0

n = 2

p₅ = 3

Рис2.

Остаток:

Остаток составляет ведущее звено

W=3·1-2·1=1

n = 1

p₅ = 1

Оставшийся механизм принято называть нулевым или начальным механизмом, во

всех выше указанных отдельных структурных группах (присоединяемых цепей к

нулевому механизму) степень подвижности W=0. Простейшие цепи типа 3 – 2; 5 –

4 называют нормальными цепями или группами Асура.

 

КИНЕМАТИЧЕСКОЕ ИССЛЕДОВАНИЯ РАБОЧЕГО И ХОЛОСТОГО ХОДА МЕХАНИЗМА

 

Задачи кинематического анализа. Исходные данные.

 

Кинематический анализ механизмов в общем случае предусматривает решение трех

основных задач:

- определение положений звеньев и построение траекторий отдельных точек;

- определение скоростей точек и угловых скоростей звеньев;

- определение ускорений точек и угловых ускорений звеньев;

Для механизмов с одной степенью подвижности задаются законом движения одного

из звеньев, обычно главного вала машины. Это звено называется ведущим.

Определение перечисленных кинематических характеристик производится в

пределах одного периода (цикла) установившегося движения механизма для

нескольких положений, что дает возможность с достаточным приближением решить

поставленную задачу. Без знания упомянутых кинематических параметров

невозможно решать дальнейшую задачу о рациональном подборе размеров. Так,

например, траектории некоторых точек механизма нужны для определения хода

звеньев, очертания контура машин, а также для установления соответствия

движения рабочих звеньев машины правильной последовательности

технологического процесса.

В некоторых машинах (в долбежных и строгальных станках) не допускаются

большие изменения скорости рабочего звена, так как от этого зависит стойкость

режущего инструмента. Из сказанного видна необходимость знания скоростей

точек некоторых звеньев и умения, для наглядности, удобно представлять их в

виде графиков.

С помощью планов скоростей определяют приведенную массу (без знания которой

нельзя определить момент инерции маховика), закон движения машины и т.д.;

планы ускорений нужны для нахождения сил инерции звеньев.

Кинематическое исследование механизмов производят в предположении, что

ведущие звенья вращаются с постоянной угловой скоростью, несмотря на то, что

в действительности угловая скорость вращения кривошипа не является

постоянной. Такое допущение делается ввиду небольшого расхождения между

средней и действительной угловой скоростью кривошипа, а также технически

облегчает построение планов ускорений.

Кинематическое исследование схем механизмов выполняют графическими и

аналитическими методами. Первые отличаются наглядностью и относительной

простотой, но не дают точных результатов. Аналитические методы позволяют

получить требуемую точность результатов, но отличаются большой сложностью и

трудоемкостью вычислений.

 

 

Исходные данные:

 

Шаг перемещения	НЕ	1 м.
Средняя скорость	VEср	0,08 м/с
Коэффициент скорости	KV	1,4
Число оборотов кривошипа	nд	10 мин^-1
Число заготовок	i	10 шт.
Масса загрузки	mзаг	70 кг.
Погонная плотность 3 звена	ρ3	10 кг/м
Коэффициент трения от загружаемых деталей	F Т3	0,11
Коэффициент трения штанги	f шт	0,09
Погонная плотность 5 звена	ρ 5	30 кг/м
Модуль зубчатого зацепления	m	8 мм.
Число зубьев ведущего колеса	Z1
Суммарное число зубьев	ZC
Угол зацепления	α	20ْ

 

 

2.2. Построение плана механизма.

 

Изображение кинематической схемы механизма в выбранном масштабе,

соответствующее определенному положению начального звена, называется планом

механизма.

План механизма должен быть построен в определенном чертежном масштабе. Под

масштабом физической величины понимают отношение численного значения

физической величины в свойственных ей единицах измерения к длине отрезка в

миллиметрах, изображающего эту величину.

Масштаб длин для плана механизма есть отношение какой-либо длины в метрах к

отрезку, изображающему эту длину на чертеже в миллиметрах.

Пусть требуется определить положение механизма, через равные промежутки времени

движения ведущего звена О₂А, если заданы координаты неподвижных

точек О₂, О₃, О₄.

По заданной конструктивной схеме механизма составляем кинематическую схему

(Рис.1). Кинематическую схему изображаем в четырех положениях: в двух крайних и

двух промежуточных. В крайних положениях ось кулисы О₁В и О₁

D является касательной к траектории центра пальца кривошипа.