Расчет шарнирно-рычажных механизмов (стр. 1 из 5)

Расчет шарнирно-рычажных механизмов

1. Структурный анализ главного механизма

рис.1

1.1 Кинематическая схема главного механизма (рис. 1)

По формуле Чебышева определим число степеней подвижности механизма:

W = 3n-2p₅-p₄=3*5-2*7-0 = 1,

где 5 = n – число подвижных звеньев;

p₅=7 – число кинематических пар 5-го класса; 0= p₄ –

число кинематических пар 4-го класса.

1.2 Построение структурной схемы механизма (рис. 2)

рис. 2

Выделим структурные группы (рис. 3):

рис 3

группа из звеньев 4 и 5, первая в порядке образования механизма; группа из звеньев 2 и 3, вторая в порядке образования механизма; 1-й класс по Баранову; 2-й порядок. 2-й класс по Артоболевскому.

2. Кинематическое исследование главного механизма

2.1 Определение масштаба длин

Для построения планов положения механизма необходимо определить масштаб длин по формуле:

м/мм,

где l_OA = 0,044 м – истинная длина кривошипа (звено 1); 44 = ОА мм – отрезок, изображающий на кинематической схеме длину кривошипа (задан призвольно).

Длины отрезков на чертеже:

мм;

мм.

2.2 Построение кинематической схемы главного механизма

В масштабе

м/мм, строим кинематическую схему главного механизма в восьми положениях с общей точкой О, включая положения, где ползун 5 занимает крайнее верхнее и нижнее положения (прил. А, лист 1), разделив

φ_рх=195^о и φ_хх=165^о на 4 части каждый.

2.3 Построение планов скоростей

Запишем векторные уравнения для построения планов скоростей структурных групп:

а ) группа 2 – 3

(2.1)

где V_D=0, так как точка неподвижна,

V_А=ω_1*l_ОА=6,385_*0,044=0,28094 м/с, V_ВА⊥ВA, V_В_D⊥ВD, V_В3=V_В2, ω₁=

=6,385 с^-1

Масштабный коэффициент для построения планов скоростей определяем по формуле:

м/с_*мм,

где 40 мм – отрезок, изображающий на плане скоростей величину скорости т.А (задан призвольно).

Из плана скоростей находим:

м/с;

с^-1;

Длины отрезков as₂ и ds₃ на планах скоростей находим из пропорций:

;

б) группа 4 – 5

(2.2)

где V_C₀=0, V_5-0׀׀у, V_CB⊥СВ.

Из плана скоростей находим:

, м/с;

, с^-1;

м/с;

Длину отрезка bs₄ на планах скоростей находим из пропорции:

Результаты вычислений сводим в таблицу 1

Таблица 1

Положение	Рабочий ход
Положение	V_BA	V_BD	ω₂	ω₃	V_S2	V_S3	ω₄	V_S4	V_5-0	V_CB
0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0
1	0,3255	0,182	1,904	1,04	0,203	0,0917	1,04	0,175	0,21	0,182
2	0,147	0,238	0,86	1,36	0,266	0,13728	1,36	0,21	0,105	0,266
3	0,147	0,2744	0,86	1,568	0,2625	0,138	1,56	0,1435	0,105	0,238
Холостой ход
4	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0
5	0,245	0,231	1,433	1,32	0,2436	0,11616	1,312	0,1316	0,0875	0,2296
6	0,147	0,3395	0,86	1,94	0,2905	0,17072	1,92	0,2485	0,252	0,336
7	0,0315	0,2555	0,184	1,46	0,2065	0,12672	1,44	0,2345	0,28	0,252

2.3. Построение планов ускорений.

Запишем векторные уравнения для построения плана ускорений структурных групп для положения №3 механизма:

а)группа 2 – 3

(2.3)

где а_D=0, так как точка D неподвижна,

м/с²,

Масштабный коэффициент для построения плана ускорений определяем по формуле:

м/с²_*мм,

где 60 мм – отрезок, изображающий на плане ускорений величину ускорения т.А (задан призвольно).

Длины отрезков на плане ускорений:

мм,

мм.

Из плана ускорений находим:

м/с²

м/с².

Длины отрезков as₂ и ds₃ на планах скоростей находим из пропорций:

;

Угловые ускорения звеньев определяем по формулам:

с^-2;

б)группа 4 – 5

где а_С0=0, так как точка С₀ неподвижна;

, так как звено 5 совершает поступательное движение, ω₅=0

м/с²;

Длины отрезков на плане ускорений:

мм.

Из плана ускорений находим:

м/с²

м/с².

Длину отрезка bs₄ на плане ускорений находим из пропорции: