Структурный анализ механизма

Исследование рычажного механизма двигателя внутреннего сгорания

Рис. 2.1

Исходные данные для рычажного механизма:

Размеры звеньев рычажного механизма		м	0,066
	м	0,264
Частота вращения коленчатого вала 1 и кулачка		об/мин
Массы звеньев		кг	3,2
	кг	3,5
Моменты инерции звеньев		кг×м2	0,08
Максимальное давление в цилиндрах двигателя		МПа
Диаметр цилиндров		м	0,125
Коэффициент неравномерности вращения коленчатого вала		-
Положение кривошипа 1 при силовом расчете механизма		град

Структурный анализ механизма

Задачей структурного анализа является определение класса механизма на основе классификации, разработанной профессором Л.В. Ассуром и академиком И.И. Артоболевским. По этой классификации любой плоский шарнирно-рычажный механизм может быть образован путем присоединения к начальному звену (или звеньям) структурных групп нулевой степени подвижности (групп Ассура).

Количество начальных звеньев механизма определяется степенью подвижности , вычисляемой по формуле Чебышева:

,

где – число подвижных звеньев;

, – число кинематических пар пятого и четвертого класса. ( , ),

.

Следовательно, при одном начальном звене (кривошипе) все звенья механизма совершают строго определенное движение.

Для определения класса механизма разложим его на группы Ассура, условием существования которых является .

Исходя из того, что и – числа целые, в гр. Ассура имеем:

Группа, состоящая из 2-х звеньев и 3-х кинематических пар, является группой Ассура 2-го класса (двухповодковой).

Класс группы Ассура выше второго определяется числом внутренних кинематических пар, образующих наиболее сложный замкнутый контур.

Группы Ассура подразделяются на порядки. Порядок группы Ассура определяется числом внешних кинематических пар, которыми группа присоединяется к механизму (числом поводков).

Расчленение механизма на группы осуществляется методом попыток. Отсоединяя группу, состоящую из 2-х соединенных между собой подвижных звеньев, проверяем степень подвижности оставшегося механизма. Если она не изменяется, то отсоединение произведено, верно. При невозможности отсоединить простейшую двух поводковую группу, следует попытаться отсоединить более сложную, например, состоящую из 4-х звеньев и 6 кинематических пар.

Разложение начинаем с выходных (пятого и третьего) звеньев (рис.2.2). Группа Ассура (2-3) – второго класса, второго порядка, второго вида. Группа Ассура (4-5) – второго класса, второго порядка, второго вида. Начальное звено и стойка образуют механизм первого класса.

Рис. 2.2

Общий класс механизма, определяемый по наивысшему классу групп Ассура, входящих в данный механизм, - второй.

Формула строения механизма (порядок присоединения гр. Ассура к механизму 1-го класса).

2(2,3)

1(1,6)

2(4,5)