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 5го класса (p5 = 7);
p4 - число кинематических пар 4го 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 2го 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 VАВ, а из полюса (P) проведем прямую перпендикулярно DB, линия действия скорости VВ. 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: 512; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!