1. Структурный и кинематический анализ механизма

0. 2.1.1. Планы положений механизма

Вычисляем истинные длины кривошипа и шатуна:

длина кривошипа 70 мм=0,07 (м);

длина шатуна =4,2 70=294 мм=0,294 (м).

Принимаем на схеме механизма (рис. 6.22) длину OA=50 мм, тогда масштаб длин планов положений механизма

= =0,0014 ( ).

Вычисляем длину, которую должен иметь шатун в этом масштабе:

Рис. 6.22. Планы положений механизма

AB = АС= = = 210 (мм).

Из центра О (см. рис. 6.22) проводим окружность радиусом OA=50 мм. Через точку О проводим вертикальную ось и, откладывая от нее влево и вправо угол 30⁰ , проводим оси цилиндров двигателя. На рис. 6.22 обозначен угол развала 60⁰ между осями цилиндров. Начальные (нулевые) положения кривошипа ОА_о и шатуна А_о В_о левого (первого) цилиндра располагаем на левой оси цилиндров.

Считаем, что кривошип ОА вращается по направлению движения часовой стрелки. Окружность, по которой движется точка А, разбиваем на 12 равных частей, начиная с точки А_о. Из полученных точек А₀, А₁, … А₁₁ проводим дуги окружностей с радиусом, равным длине шатуна на схеме (АВ=210 мм), до пересечения с левой осью цилиндров в точках В₀, В₁,… В₁₁ и с правой осью цилиндров в точках С₀, С₁, … С₁₁. Найденные точки определяют положения шатунов и ползунов механизма, которые мы изображаем.

Для заданного угла поворота входного звена 1 ( =120^о) звенья механизма изображаем более толстыми линиями. Показываем положение центров тяжести S ₂ и S₄ шатунов, определяемое расстояниями:

АS₂=AS₄= АВ = 0,26 210= 54,6 (мм).

2. Определение степени подвижности и структурный анализ механизма

Степень подвижности и структурный анализ выполняем, рассматривая лишь два цилиндра двигателя, для которых по заданию будет выполняться силовой расчет. Кинематическая схема этого шестизвенного механизма при

з аданном угле поворота =120^о кривошипа первого цилиндра показана на рис. 6.23.

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. 6.24).

Расчленяем механизм на структурные группы звеньев и начальные механизмы.

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

Рис. 6.23. Кинематическая схема исследуемого механизма

Рис. 6.24. Структурная схема 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: Вычисляем степень подвижности оставшегося начального механизма, состоящего из звеньев 1 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 второй структурной группы звеньев выполнено верно.

Механизм состоит из двух структурных групп Ассура и начального механизма первого класса (рис. 6.25).

а) б) в)

Рис. 6.25. Схемы отделенных 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.