Характеристика звеньев механизма
| Номер звена по схеме | Место и роль в схеме | Характер движения | Название |
| 0 | – | Неподвижное | Стойка |
| 1 | Входное | Вращение вокруг О1 на 360° | Кривошип |
| 2 | Промежуточное | Плоское | Шатун |
| 3 | Промежуточное | Вращение вокруг О2 на угол менее 180° | Коромысло |
| 4 | Промежуточное | Плоское | Шатун |
| 5 | Выходное | Поступательное прямолинейное | Ползун |
Таблица 2.2
Характеристика кинематических пар
| Обозначение на схеме | Вид | Тип кинематической пары | Подвижность пары, W | Класс пары,S | Номера соединяемых звеньев |
| О1 | В | Низшая | 1 | 5 | 0-1 |
| А | В | Низшая | 1 | 5 | 1-2 |
| В | В | Низшая | 1 | 5 | 2-3 |
| В4 | В | Низшая | 1 | 5 | 2-4 |
| О2 | В | Низшая | 1 | 5 | 3-0 |
| С | В | Низшая | 1 | 5 | 4-5 |
| С5 | П | Низшая | 1 | 5 | 5-0 |
Кинематический анализ плоского рычажного механизма
Кинематика механизмов – это раздел ТММ, в котором изучается движение звеньев механизмов без рассмотрения вызывающих это движение причин и факторов.
Курсовая работа предусматривает проведение кинематического анализа механизма графоаналитическим методом. Вычисление кинематических параметров основано на геометрических построениях, с некоторым приближением заменяющих аналогичные аналитические и численные операции. Погрешность графических методов обычно не превышает 10% и оказывается достаточной для решения многих прикладных инженерных задач кинематического анализа механизмов. Кинематический анализ механизмов выполняется по их кинематическим схемам.
|
|
|
Кинематическая схема механизма есть такая его структурная схема, на которой указаны размеры звеньев, необходимые для кинематического анализа механизма. Эти размеры называются постоянными параметрами кинематической схемы механизма. Они могут быть линейным или угловыми. Число постоянных параметров механизма будет рациональным (минимально требуемым) в том случае, когда все они являются взаимно независимыми.
Рис. 2.2. Структурная схема механизма
Рис. 2.3. Начальный механизм
Рис. 2.4. Ведомая кинематическая цепь
Рис. 2.5. Структурные группы механизма: а) группа 4-5 (ВВП);
б) группа 2-3 (ВВВ)
Рассматриваемые задачи кинематического анализа плоских рычажных механизмов II класса по Ассуру - Артоболевскому (I класса по классификации Г.Г.Баранова) можно решать графическим и графоаналитическим методами. Последовательность решения частных задач кинематического анализа следующая:
1. Определить не менее 6 положений звеньев механизма за один кинематический цикл и построить траектории всех характерных точек звеньев механизма за тот же цикл движения.
|
|
|
Эта частная задача кинематического анализа решается путем построения плана положений механизма с использованием графического метода засечек.
2. Определение линейных скоростей всех характерных точек звеньев механизма и угловых скоростей его звеньев для ряда фиксированных положений за один кинематический цикл.
Эта частная задача решается графоаналитическим (векторным) методом планов скоростей.
3. Определение линейных ускорений всех характерных точек механизма и угловых ускорений его звеньев.
Указанная частная задача также решается графоаналитическим (векторным) методом планов ускорений.
План механизма – это изображение его кинематической схемы в некотором выбранном масштабе для определённого положения начального звена или начальной кинематической пары этого механизма.
При изображении планов рычажных механизмов рекомендуется использовать единый линейный масштабный коэффициент μl, м/мм, – отношение истинного линейного размера любого из звеньев механизма в метрах к длине отрезка в миллиметрах, изображающего это звено на схеме.
Таким образом:
μl = L/l, (2.5)
где L – истинный линейный размер, м; l – длина, изображающего отрезка, мм.
|
|
|
Все длины отрезков в миллиметрах, изображающих звенья на чертеже можно пересчитать по формуле:
(2.6)
Для получения наглядной картины изменения положения звеньев механизма и характера движения любой точки этих звеньев, в течение некоторого периода работы механизма, обычно используется план положений механизма.
Планом положений механизма называют совместное изображение нескольких (6 положений) планов механизма, построенных в одном масштабе для соответствующего количества положений начального звена и отображающих изменение положений всех звеньев механизма и любых их точек за один кинематический цикл.
Кинематический цикл механизма – это период времени, через который положения, а также величины и направления скоростей точек всех его звеньев повторяются. В предлагаемых заданиях кинематический цикл механизма соответствует периоду полного оборота его начального звена.
Для определения линейных скоростей всех характерных точек звеньев механизма для ряда фиксированных положений в течение одного кинематического цикла необходимо построить план скоростей.
План скоростей – это чертеж, на котором в выбранном масштабе в виде отрезков изображены векторы, по модулю и направлению соответствующие скоростям характерных точек звеньев механизма в конкретный момент времени его движения (при некотором фиксированном положении звеньев на соответствующем плане механизма).
|
|
|
Для механизма в целом план скоростей, построенный для некоторого его положения, представляет собой плоский пучок лучей – векторов, исходящих из одной общей точки – полюса pυ плана скоростей. При этом векторы, представляющие собой абсолютные скорости точек звеньев механизма, связанных с неподвижным звеном – стойкой, исходят из полюса плана. Скорости точек звеньев, связанных с другими подвижными звеньями изображаются в виде прямых, соединяющих концы векторов абсолютных скоростей этих звеньев, то есть в виде их векторной суммы. Скорость неподвижного звена, которая равна нулю, вырождается в точку и сосредоточена в полюсе плана скоростей.
Планы скоростей изображаются в масштабе с масштабным коэффициентом скоростей μυ, (м·с-1)/мм:
μυ = V/lυ, (2.7)
где V – истинная величина скорости, м/с; lυ – длина отрезка на плане, изображающего эту скорость, мм.
Следовательно, имея построенный план скоростей, всегда легко можно определить любую из скоростей V, м/с, любой из точек звена механизма:
V = μυ·lυ. (2.8)
План ускорений – это чертеж, на котором в выбранном масштабе в виде отрезков изображены векторы, по модулю и направлению соответствующие ускорениям характерных точек звеньев механизма в конкретный момент его движения (при некотором фиксированном положении звеньев на соответствующем плане механизма).
Планы ускорений изображаются в масштабе с масштабным коэффициентом ускорений μа, (м·с-2)/мм:
μа = а/lа, (2.9)
где а – истинная величина ускорения, м/с2; lа – длина отрезка на плане, изображающего это ускорение, м/с2.
Следовательно, имея построенный план ускорений, всегда легко можно определить любое из ускорений a, м/с2, любой из точек звена механизма:
а = μа·lа. (2.10)
При построении планов скоростей и ускорений основной задачей является определение скоростей и ускорений характерных точек. Для этого необходимо составить векторные уравнения, связывающие неизвестные по модулю и направлению скорости и ускорения с уже известными скоростями и ускорениями в зависимости от характера движения звеньев и в соответствии с правилами и законами теоретической механики.
Векторные уравнения решаются графически путем соответствующих построений непосредственно на плане скоростей и ускорений по правилам векторной алгебры.
При известных скоростях и ускорениях как минимум двух несовпадающих точек одного звена векторы скоростей и ускорений любых третьих точек можно определить, используя теорему подобия.
Теорема подобия для скоростей и ускорений: прямые линии, соединяющие точки одного звена на плане механизма, и прямые линии, соединяющие концы векторов абсолютных скоростей и ускорений этих же точек на плане скоростей и ускорений, образуют подобные фигуры или пропорциональные отрезки.
При использовании теоремы подобия для скоростей и ускорений необходимо учитывать правило обхода контуров: следование точек при обходе (чтении) фигуры или отрезка на плане скоростей и ускорений должно быть таким же, как и при обходе в том же направлении точек этого звена на соответствующем плане механизма.
Свойства планов скоростей и ускорений
При построении и использовании планов скоростей и ускорений механизма необходимо иметь в виду следующие свойства этих планов:
1. Векторы, выходящие из полюса pυ или (pа) и обозначенные по концам а, b, с…., представляют собой в масштабе абсолютные скорости и ускорения точек А, В, С….
2. Векторы на плане скоростей и ускорений ab, cb… изображают относительные скорости и ускорения соответствующих точек.
3. Скорости и ускорения точек А, В, С звена АВ, которые лежат на одной прямой, изображают тоже на одной прямой и выполняют следующее соотношение: АВ/АС = аb/ас.
4. Если точки А, В, С звена образуют треугольник АВС, то их изображения а, b, с на плане скоростей и ускорений образуют подобный треугольник, расположенный так же как треугольник АВС.
Дата добавления: 2018-05-13; просмотров: 872; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!