Главная Учебники - Разные Лекции (разные) - часть 52
Провести структурный анализ рычажного механизма: - количество подвижных звеньев и пар; - класс пар; - степень подвижности механизма; - количество структурных групп, их класс и класс механизма. Провести кинематический анализ рычажного механизма: - построить план скоростей для заданного положения механизма; - определить скорость в точке С
; - построить план ускорений механизма; - определить ускорение в точке С
. Рис. 1 Рычажный механизм 1. Структурный анализ рычажного механизма
Изобразим на рис. 2 кинематическую схему шарнирного механизма, пронумеруем звенья механизма. Условные обозначения звеньев механизма приведены в табл. 1. В табл. 2 приведены кинематические пары рычажного механизма, их обозначение на схеме, класс и название. Рис. 2 Кинематическая схема рычажного механизма. Таблица 1. Условные обозначения звеньев механизма (рис. 2) Условные обозначения 0 1 2 3 4 Название звена стойка кривошип ползун кулиса стойка Степень подвижности механизма где n
– количество подвижных звеньев, n
= 3; Р
5
– количество пар пятого класса, Р
5
= 4. Составим структурные группы механизма и определим их класс и порядок: а
) стойка 0 - кривошип 1 – механизм I класса, начальный механизм (рис. 3) Рис. 3 Механизм I класса (0;1) б
) ползун 2 – кулиса 3 – двухповодковая группа Ассура 3 вида (ВПВ) (рис. 4) Рис. 4 2ПГ 3 вида (2;3) Таким образом, исследуемый механизм, обладающий одной степенью подвижности (W
= 1), можем рассматривать как образованный путем последовательного присоединения к стойке 0 и ведущему звену 1 одной группы, состоящей из звеньев 2,3. По классификации И.И. Артоболевского он должен быть отнесен к механизмам II класса. Формула строения механизма I(0;1)→II3
(2;3). 2. Синтез механизма
Длина кривошипа О
1
А
задана: Определим длину кулисы О2
D
: Расстояние O
1
O
2
: Расстояние CD
: По найденным значениям длин механизма, строим план положения механизма. Масштабный коэффициент длины рассчитываем по формуле: где Масштабная длина кулисы О2
D
: Масштабное расстояние [ Масштабное расстояние [lC
D
]: Методом засечек в принятом масштабе µ
строим план положения механизма для заданного положения кривошипа О
1
А
, φ
1
= 30° (рис. 5). Рис. 5 План положения механизма, µ
= 0,01 м/мм 3. Кинематический анализ рычажного механизма
Построение плана скоростей
. План скоростей строим для заданного положения механизма, для φ
1
= 30° (рис. 5). Построение плана скоростей начинаем с ведущего звена (кривошип О
1
А
), закон движения которого задан. Последовательно переходя от механизма I класса к структурной группе 3 вида, определим скорости всех точек звеньев механизма. Угловая скорость кривошипа O
1
A
задана и считается постоянной: ω
1
= 20 рад/с = const. Линейная скорость точки А
кривошипа О
1
А
Рис. 6 Построение плана скоростей, µv
= 0,1 м·с-1
/мм Из точки Рv
, принятой за полюс плана скоростей откладываем в направлении вращения кривошипа вектор скорости точки А
кривошипа О
1
А
Принимаем Чтобы определить скорость точки В
кулисы 3, составим векторное уравнение: где Получим отрезки, которые изображают на плане скоростей вектор абсолютной скорости точки В
– Абсолютная скорость точки В:
Относительная скорость точки В:
Для нахождения скорости точки D
, принадлежащей кулисе О2
D
, восполь-зуемся теоремой подобия откуда определим длину вектора Отложим на плане скоростей, на векторе Абсолютная скорость точки D
Точку c
на плане скоростей определим, проведя два вектора скоростей Абсолютная скорость точки С:
План скоростей изображен на рис. 6, в принятом масштабе скоростей. Угловую скорость кулисы 3 находим аналитически по формуле Построение плана ускорений
. Учитывая, что угловая скорость кривошипа О
1
А
постоянная Абсолютное ускорение точки А
кривошипа О
1
А
От произвольной точки Pa
полюса плана ускорения по направлению от А
к О
1
откладываем Масштабный коэффициент плана ускорений Ускорение точки В
определим из построения плана ускорений по векторным уравнениям: где Отрезок, изображающий на плане кориолисово ускорение: КВ3В2
= где Чтобы определить направление аВ3В2
к
= 2 · ω3
· Нормальное ускорение при вращении точки В3
относительно точки О2
nB
3О2
= Найдем ускорения из плана ускорений: Для нахождения ускорения точки D
, принадлежащей кулисе О2
D
, восполь-зуемся теоремой подобия: откуда определим длину вектора Отложим вектор Ускорение точки D: Рис. 7 Построение плана ускорений, µа
= 2 м·с-2
/мм Точку c
на плане ускорений определим по векторному уравнению: где Нормальное ускорение точки С
определим аналитически Отрезок, что изображает вектор нормального ускорения точки С
на плане ускорений шарнирный механизм кулиса кривошип Абсолютное ускорение точки С
План ускорений изображен на рис. 7, в принятом масштабе ускорений µа
= 2 м·с-2
/мм. Угловое ускорение кулисы 3 найдем аналитически ε3
= Литература
1. Методические указания к заданиям. 2. Артоболевский И.И. Теория механизмов и машин. –М.: Наука 1988.
|