Структурный анализ рычажного механизма

 

Рис.1.

 

Механизм штамповочной машины состоит:

1- кривошип

2,4 - шатун

3-коромысло

5-ползун

0-стоика

 

Механизм штамповочной машины состоит из 7-ми кинематических пар:

I. Стойка 0 – кривошип 1 (вращательная пара 5 класса)

II. Кривошип 1- шатун 2 (вращательная пара 5 класса)

III. шатун 2 –коромысло 3 (вращательная пара 5 класса)

IV. коромысло 3 – стойка 6 (вращательная пара 5 класса)

V. коромысло 3 – шатун 4 (вращательная пара 5 класса)

VI. Шатун 4 –ползун 5 (вращательная пара 5 класса)

VII. ползун 5 – направляющая (поступательная пара 5 класса)

Степень подвижности механизма определяется по формуле П.Л. Чебышева

где n- число подвижных звеньев (n=5);

p₅ – число кинематических пар 5^го класса (p₅ = 7);

p₄ - число кинематических пар 4^го класса (p₄=0).

Таблица групп Ассура:

№	Условное изображение на структурной схеме	Число звеньев и пар 5 класса	Степень подвижности	Класс	Порядок	Вид
1		2 звена, 3 кинематические пары 5 класса	0	2	2	1
2		2 звена, 3 кинематические пары 5 класса	0	2	2	2

 

 

 

Таблица механизмов 1 класса:

№	Условное изображение на структурной схеме	Число звеньев и пар 5 класса	Степень подвижности
1		1 звено, 1 пара 5 класса	1

 

 

Формула строения механизма:

Таким образом, данный механизм, является механизмом 2^го класса.

 

Проектирование рычажного механизма

 

Определяем размеры звеньев.

Дано: ,

 

 

0.0025м/мм

Рассмотрим подобные треугольники  и :

= ;

Окружность L является геометрическим местом точек центра вращения кривошипа. Любая точка, взятая на этой окружности, обеспечит заданный угол . Если не вводить дополнительных усилий, то задача имеет множество решений.

Ставим на чертеже точку D. Далее из т.D проводим горизонтальную прямую и откладываем угол  вверх и вниз от горизонтали. Затем проводим отрезки DB и DB₁(крайние положения коромысла). Соединяем точки B и B₁. От точки B откладываем прямой угол а от точки В₁ - . Вокруг полученного прямоугольного треугольника проводим окружность L и ставим точку O. Из точки O проводим окружность радиусом . Делим ее на 12 частей и методом засечек находим положения остальных точек. Длину шатуна СЕ выбираем произвольно = 0,4м.

 

 

Определение скоростей точек звеньев и угловых скоростей звеньев методом планов

Скорость точек можно определить методом планов скоростей. Кинематические исследования этим методом производятся в следующей последовательности:

Рассмотрим построение плана скоростей для 1-^го  положения механизма:

Найдём угловую скорость кривошипа ( ):

Находим скорость точки А:

 

Откладываем вектор скорости , ( ) направлен из полюса Р перпендикулярно кривошипу АВ в сторону вращения угловой скорости кривошипа.

Откладываем этот вектор в масштабе:

 

Составляем векторные уравнения:

Найдем скорость точки B.

Составим для нее систему векторных уровней:

 

Из точки,  на плане скоростей, проведем прямую перпендикулярно ВС это линия действия скорости V_АВ, а из полюса (P) проведем прямую перпендикулярно DB, линия действия скорости V_В. Они пересекаются в т b из полюса проведем в эту точку прямую это, и будет скорость т. В.

   

Находим скорость движения т.С:

 

Далее определим скорость точки E, используя следующую систему векторных уравнений:

 

Из полюса проводим линию действия т.e перпендикулярно СЕ,а из т.d проводим скорость звена СE перпендикулярно этому звену. И на пересечении с линией действия скорости т.E получаем скорость т.E:

Определяем скорости точек S₂ и S₄.

Аналогично строим планы положений для остальных 11 положений механизма.

Угловые скорости находим из выражений:

 

 

Полученные результаты сводим в таблицу 1.

 

Таблица линейных и угловых скоростей

0	1,83	0	0	0	0	0	0	3.18	0	0
1	2,36	0,92	0.46	0.86	0.16	0.42	0.39	4.10	2.56	0.4
2	2,00	1,44	0.72	1.32	0.18	0.68	1.65	3.48	4	0.45
3	1,06	1,74	0.87	1.70	0.06	0.86	0.84	1.84	4.83	0.15
4	0,15	1,82	0.91	1.83	0.1	0.92	0.92	0.26	5.06	0.25
5	1,32	1,4	0.70	1.49	0.20	0.72	0.74	2.30	3.89	0.5
6	1,84	0,46	0.23	0.98	0.08	0.22	0.23	3.20	1.28	0.2
7	1,72	0,68	0.34	1.08	0.12	0.32	0.34	2.99	1.89	0.3
8	1,36	1,58	0.79	1.58	0.20	0.79	0.8	2.37	4.39	0.5
9	0,92	2,04	1.02	1.89	0.07	1.03	1.04	1.60	5.67	0.18
10	0,44	2,1	1.05	1.95	0.15	1.04	1.01	0.77	5.83	0.38
11	0,54	1,38	0.69	1.6	0.23	0.6	0.56	0.94	3.83	0.58

Таблица 1

 

Определение ускорений точек звеньев методом планов

Ускорения точек звеньев и угловые ускорения звеньев находим для заданного 3-^го положения механизма ( )

Определяем ускорение точки А предварительно записав векторное уравнение:

 т.к. кривошип вращается с постоянной угловой скоростью. Тогда:

Выберем масштабный коэффициент:

Из произвольно выбранного полюса  откладываем вектор  параллельно OA от A к O.

Далее запишем векторное уравнение для точки B:

где  

;

На плане ускорений из точки , откладываем нормальное ускорение звена ВА с учетом  параллельно ВА по направлению то точки В к точке А. Далее проводим линию перпендикулярно , а из полюса  - параллельно звену ВА плана положений механизма. При пересечении двух прямых ставим точку . Ускорение точки В:

Найдем ускорение нормальное звена ВD:

На плане ускорений откладываем  параллельно BD из полюса .

Ускорение точки С найдем из правила подобия. На векторе откладываем .

Ускорение точки Е получим при пересечении направляющей, проведенной из полюса  и линии перпендикулярной СЕ.

.

Ускорение точек S₂ и S₄ определяем из следующих условий:

Точки S₂ S₄ находятся на середине звеньев АВ и СЕ, соответственно на плане ускорений они будут тоже расположены посередине и равны: .

Тангенциальные ускорения, а также угловые ускорения найдем из следующих уравнений:

 

 

 

 

---

Дата добавления: 2018-02-15; просмотров: 515; Мы поможем в написании вашей работы!

Поделиться с друзьями:

---

---

Мы поможем в написании ваших работ!