- •1. Кинематический анализ и синтез рычажного механизма
- •1.1 Структурный анализ механизма
- •1.2 Построение планов положения механизмов
- •1.4 Построение планов ускорений механизма
- •1.5 Определение угловых скоростей и ускорений для первого положения механизма
- •2.8 Расчет приведенного момента инерции
- •3. Расчёт и проектирование зубчатого механизма
- •3.1 Расчет геометрических параметров и построение картины эвольвентного зацепления
- •3.2 Синтез и анализ комбинированного зубчатого механизма
- •3.3 Построение плана скоростей
- •3.4 Построение плана частот вращения
- •4 Синтез и анализ кулачкового механизма
- •4.1 Построение кинематических диаграмм и определение масштабных коэффициентов
- •4.2 Определение минимального радиуса кулачка
- •4.3 Построение профиля кулачка
- •4.4 Определение максимальной линейной скорости и ускорения конца толкателя
- •Заключение
- •Список литературы
1. Кинематический анализ и синтез рычажного механизма
1.1 Структурный анализ механизма
Рисунок 1 – Структурная схема рычажного механизма
Определение количества звеньев и кинематических пар
В данном механизме пять подвижных звеньев:
1 – кривошип, вращательное движение;
2 - шатун, сложное движение;
3 – ползун, поступательное движение;
4 – шатун, сложное движение;
5 – ползун, поступательное движение;
1 – входное звено; 3,5 – выходное звено.
В данном механизме семь одноподвижных кинематических пар: О1 (0;1) – вращательная; А (1;2) – вращательная; B (2;3) – вращательная; Вʹ (3;0) – поступательная; А́ (1;4) – вращательная;С (4;5) – вращательная; Сʹ (5;0) – поступательная.
Определяем число степеней свободы данного механизма:
где n -число подвижных звеньев, входящих в состав механизма,
р1 и р2 – число одноподвижных и двухподвижных кинематических пар механизма.
В данном механизме n = 5, р1 = 7, р2 = 0.
Раскладываем механизм на структурные группы и определяем их класс и порядок.
Рисунок 2 – Структурные группы механизма
Записываем формулу строения механизма:
.
Механизм относится к механизмам 2-го класса.
1.2 Построение планов положения механизмов
Для построения кинематической схемы механизма по заданной обобщенной координате выбираем масштабный коэффициент длин Кl:
м/мм.
В выбранном масштабе Kl определяем отрезки, изображающие длины звеньев механизма на чертеже:
мм;мм
Из точки О1 откладываем длину кривошипа О1А , далее откладываем шатуны до пересечения с осями АВ и АС соответственно.
,
1.3 Построение планов скоростей механизма
Построение плана скоростей начинаем с определения угловой скорости кривошипа:
с-1.
Определяем скорость точки А:
м/с.
Выбираем масштабный коэффициент построения плана скоростей:
мс – 1/мм.
Выбираем полюс pv и из него откладываем отрезок pvа = 73.68 мм перпендикулярно звену О1А, при этом вектор перпендикулярен кривошипу в заданном положении и направлен в сторону его вращения.
Чтобы определить скорость точки B составим два векторных уравнения ее движения.
При этом скорость точки B относительно А () направлена перпендикулярно звену АВ, а скорость точки В́ относительно B () – параллельно оси. Решаем графически эту систему и определяем скорость точки В для данного положения механизма из плана:
м/с.
Чтобы определить скорость точки С составим два векторных уравнения ее движения.
При этом скорость точки С относительно А () направлена перпендикулярно звену АC, а скорость точки С́ относительно C () – параллельно оси. Решаем графически эту систему и определяем скорость точки C для данного положения механизма из плана:
м/с.
Таблица 1 – значения скоростей механизма в различных положениях
|
0 |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
11 |
VA |
18.42 |
18.42 |
18.42 |
18.42 |
18.42 |
18.42 |
18.42 |
18.42 |
18.42 |
18.42 |
18.42 |
18.42 |
VB |
18.42 |
14.95 |
8.11 |
0 |
8.21 |
14.95 |
18.42 |
16.96 |
10.21 |
0 |
10.21 |
10.21 |
VC |
0 |
10.21 |
16.96 |
18.42 |
14.95 |
8.21 |
0 |
8.21 |
14.95 |
18.42 |
16.96 |
16.96 |
VAB |
0 |
9.27 |
15.98 |
18.42 |
15.98 |
9.27 |
0 |
9.27 |
15.98 |
18.42 |
15.98 |
9.27 |
VAC |
18.42 |
15.98 |
9.27 |
0 |
9.27 |
15.98 |
18.42 |
15.98 |
9.27 |
0 |
9.27 |
15.98 |