Рисунок 2
Группа звеньев 5 – 4 (рисунок 2). Данная группа состоит из двух подвижных звеньев:
шатун 4 и ползун 5;
двух поводков:
коромысло 3 и направляющая (стойка) 0:
и трех кинематических пар:
5 – 4 вращательная пара пятого класса;
4 – 3 вращательная пара пятого класса;
5 – 0 поступательная пара пятого класса; тогда
и
.
Подставив выявленные значения коэффициентов в формулу Чебышева, получим:
Следовательно, группа звеньев 4-5 является структурной группой 2 класса (число подвижных звеньев n=2), 2 порядка (структурная группа имеет 2 поводка), 2 вида (ВВП).
Рисунок 3
Группа звеньев 3 – 2 (рисунок 3). Данная группа состоит из двух подвижных звеньев: коромысло 3 и шатун 2; двух поводков: шатун 1 и стойка 0, и трех кинематических пар:
3 – 2 вращательная пара пятого класса;
1 – 2 вращательная пара пятого класса;
3 – 0 поступательная пара пятого класса; тогда
и
.
Подставив выявленные значения коэффициентов в выражение получим:
Следовательно, структурная группа звеньев 2-3 является структурной группой 2 класса (число подвижных звеньев n=2), 2 порядка (структурная группа имеет 2 поводка), 1 вида (ВВВ).
Рисунок 4
Группа звеньев 0 – 1 (рисунок 4). Данная группа состоит из подвижного звена кривошипа 1, стойки 0 и одной кинематической пары:
0 – 1 – вращательная пара пятого класса;
тогда
и
.
Подставляя найденные значения коэффициентов в формулу Чебышева, получим:
Данный результат означает, что для однозначного определения возможных положений звеньев данного механизма достаточно одной обобщенной координаты.
Следовательно, группа звеньев 0 – 1 не является структурной группой Ассура, а представляет собой первичный механизм, подвижность которого равна 1.
Из проведённого анализа следует, что подвижность данного сложного рычажного механизма равна 1; механизм имеет следующий структурный состав: первичный механизм с подвижностью равной 1 и две структурные группы 2 класса, 2 порядка, 1 и 2 вида.
Структурная формула механизма |
Вывод:
Из проведенного анализа следует , что подвижность механизма равна 1. Механизм имеет следующий структурный состав: первичный механизм с подвижностью равной 1, и две структурные группы Ассура 2 класса, 2 порядка, 1 и 2 вида. Класс механизма определяется наивысшим классом структурной группы, входящей в его состав, следовательно данный механизм 2 класса.
2 Синтез кинематической схемы плоского рычажного механизма по заданным параметрам
Чтобы построить кинематическую схему плоского рычажного механизма по заданным параметрам, нужно найти масштабный коэффициент длины
, который рассчитывается по формуле: где
– действительная длина коромысла в метрах;
– размер коромысла в миллиметрах принимаемый на чертеже.Остальные размеры звеньев вычислим по формуле:
где i – номер звена, для которого вычисляется длина на кинематической схеме.
Переходим к построению положения звеньев механизма.
Для этого на плоскости выбираем точку
. Относительно ее находим расположение точки и линии, вдоль которой движется ползун. Из точки радиусом проводим окружность. Из точки проводим дуги окружностей радиусами и . Проводим отрезок , из точки А-отрезок длиной до пересечения с дугой окружности радиусом . Затем из получившейся точки В строим отрезок ВС = , проходящий через - мы нашли точку С. Из нее проводим прямую длиной до пересечения с линией движения ползуна и в результате этого мы нашли точку D.3 Кинематический анализ
3.1 Построение 12-ти планов положений
Построим двенадцать положений механизма в масштабном коэффициенте
м/мм (лист 1). Чтобы найти крайние положения, надо из точки О провести отрезки длиной (крайнее верхнее положение) до пересечения с дугой окружности радиусом и отрезок длинной (крайнее нижнее положение). Верхнее положение кривошипа вдоль этой прямой и будет начальным положением. Каждое новое положение механизма получим поворотом кривошипа на 30 градусов в сторону вращения и повтором действий, описанных в пункте 1.2.3.2 Построение планов скоростей относительно 12-ти планов положений для седьмого положения механизма
Проанализируем полученную схему механизма: точка О является неподвижной точкой, следовательно, модуль скорости этой точки равен нулю
.Вектор скорости точки А представляет собой геометрическую сумму вектора скорости точки О и скорости относительного вращательного движения точки А вокруг О:
где
– вектор скорости точки А; – вектор скорости точки О, взятой за полюс;
– вектор скорости вращения точки А вокруг точки О.Линия действия вектора
является перпендикуляром к оси кривошипа 1, а направление действия этого вектора совпадает с направлением вращения кривошипа 1.Модуль скорости точки А:
где
– угловая скорость звена AO, ;
– длинна звена АO, м; – частота вращения звена АO, Зададим масштабный коэффициент скоростей
где
– значение скорости вращения точки А вокруг точки О;
– длина отрезка на плане скоростей, представляющая скорость на плане скоростей.