2. Определение степени подвижности и структурный анализ механизма

Кинематическая схема шестизвенного механизма при заданном угле поворота =30^о кривошипа первого цилиндра показана на рис. 6.2.

Рис. 6.1. Планы положений механизма

Степень подвижности и структурный анализ выполняем, рассматривая лишь два цилиндра двигателя, для которых по заданию будет выполняться силовой расчет.

Так как данный механизм является плоским механизмом, то степень его подвижности вычисляем по формуле П.Л.Чебышева.

Полное количество звеньев

Число подвижных звеньев механизма

Число низших вращательных и поступательных кинематических пар механизма Число высших кинематических пар механизма Степень подвижности механизма:

Так как высшие кинематические пары отсутствуют, то нет необходимости строить схему заменяющего механизма. Поэтому строим сразу структурную схему механизма (рис. 6.3).

Р

Расчленяем механизм на структурные группы звеньев и начальный механизм.

Отделяем сначала структурную группу второго класса, состоящую из двух звеньев 4 и 5 и трех кинематических пар: . Вычисляем степень подвижности оставшегося четырехзвенного механизма 1,2,3 и 6. Полное количество его звеньев Число подвижных звеньев механизма

Число низших кинематических пар механизма Число высших кинематических пар механизма Степень подвижности оставшегося механизма не изменилась:

Значит, отчленение первой структурной группы звеньев выполнено верно.

Отделяем теперь структурную группу второго класса, состоящую из двух звеньев 2 и 3 и трех кинематических пар:

ис. 6.2. Кинематическая схема

исследуемого механизма

Рис. 6.3. Структурная схема

механизма

Вычисляем степень подвижности оставшегося начального механизма 1, 6. Полное количество его звеньев Число подвижных звеньев механизма Число низших кинематических пар механизма Число высших кинематических пар механизма Степень подвижности оставшегося механизма не изменилась:

Значит, отчленение второй структурной группы звеньев выполнено верно.

Механизм состоит из двух структурных групп Ассура и начального механизма первого класса (рис. 6.4).

а) б) в)

Рис. 6.4. Схемы отсоединенных от исследуемого механизма:

а), б) структурных групп Ассура II класса; в) начального механизма I класса

Формула строения механизма имеет вид

II (5, 4) - I (6, 1) - II (2, 3).

Класс механизма – второй, так как наивысший класс структурных групп Ассура, входящих в состав этого механизма, второй.

0. 1.1.3. Кинематические диаграммы движения ползуна

Сначала строим диаграмму перемещений ползуна . По оси ординат будем откладывать перемещения ползуна S, а по оси абсцисс – угол поворота кривошипа , или время t (рис. 6.5).

Рис. 6.5. Диаграммы перемещений и скоростей ползуна

На оси абсцисс от начала координат откладываем отрезок длиной 225 мм, который соответствует углу полного оборота кривошипа и времени одного полного оборота кривошипа. Разбиваем этот отрезок на 12 равных частей и через полученные точки проводим вертикальные линии.

За начальную точку отсчета перемещений ползуна берем точку В_о. Принимаем масштаб перемещений ползуна по оси ординат равным по величине масштабу длин планов положений механизма:

=0,00084 ( ).

Благодаря этому перемещения ползуна В₀ В₁, В₀ В₂, В₀ В₃ и другие перемещения, измеренные на планах положений механизма, можно без изменений откладывать по вертикалям из точек 1, 2, 3 и так далее на оси абсцисс диаграммы перемещений ползуна. Обведя найденные точки плавной кривой, получаем искомую диаграмму.

Масштаб углов поворота кривошипа =0,0279 ( ).

Время одного полного оборота кривошипа = =0,0171 ( ).

Масштаб времени =0,000076 ( )

Графически дифференцируя диаграмму перемещений ползуна методом хорд, получаем диаграмму скоростей ползуна (см. рис. 6.5). Для этого на диаграмме перемещений проводим хорды 0-1^', 1^’-2^' и так далее. На оси абсцисс диаграммы скоростей принимаем полюсное расстояние H₁= 36 мм. Из полученной точки полюса Р₁ проводим лучи, параллельные этим хордам. Каждую точку пересечения луча с осью скоростей переносим на вертикаль, проведенную через середину того интервала оси абсцисс, на котором проводилась соответствующая хорда. Найденные точки обводим плавной кривой.

Масштаб скоростей:

= =0,24 ( ).

Графически дифференцируя диаграмму скоростей ползуна методом хорд, получаем диаграмму ускорений ползуна (рис. 6.6). Графическое дифференцирование выполняем в той же последовательности.

Принимаем полюсное расстояние H₂=37 мм.

Масштаб ускорений:

= =85,7 ( ).

Рис. 6.6. Диаграммы скоростей и ускорений ползуна