Кинематический анализ главного механизма

Структурный анализ главного механизма

2.1.1. Начертить в расчетно-пояснительной записке кинематическую схему главного (рычажного) механизма (без соблюдения масштаба). Определить число подвижных звеньев, класс кинематических пар и число кинематических пар каждого класса i. По формуле Чебышева определить число степеней подвижности.

2.1.2. Построить структурную схему механизма и выделить структурные группы (группы Ассура). Указать для каждой группы Ассура ее класс, порядок и номер в порядке образования механизма.

Кинематический анализ главного механизма

2.2.1. Определить масштаб длин, м / мм

где – истинная длина кривошипа в м; (ОА) – отрезок, изображающий кривошип на кинематической схеме. Рекомендуется принимать отрезок (ОА) на интервале 40–55 мм.

В соответствии с этим масштабом вычисляются все отрезки, необходимые для построения кинематической схемы.

2.2.2. Построить в масштабе кинематическую схему главного механизма в семи положениях с общей точкой О. Среди них должны быть два (1 и 5), соответствующие крайним положениям исполнительного звена 5.

Эти положения определяют угол рабочего хода и угол холостого хода механизма. Разделив угол на равные четыре части и – на три равные части, находим еще шесть положений кривошипа (2, 3, 4, 6, 7, 8), для которых строятся кинематические схемы главного механизма.

Выбор масштаба , значения углов и указать в расчетно-пояснительной записке.

Кинематические схемы построить в верхнем левом углу листа 1.

2.2.3. Записать векторные уравнения для построения планов скоростей и ускорений всех структурных групп (групп Ассура).

2.2.4. Вычислить масштаб скорости и ускорения для построения планов скоростей и ускорений

где – масштаб скорости, ; – масштаб ускорения, ; – угловая скорость кривошипа, .

При построении планов предлагается, что кривошип совершает равномерное вращение,

где – частота вращения кривошипа, об/мин.

2.2.5. Построить планы скоростей и ускорений. Построение планов скоростей и ускорений для всех положений, кроме положений 2 и 7, выполнить на листе 1.

Полюс плана скорости обозначить через , а полюс плана ускорений – через , где i – номер положения, для которых строится план.

Рекомендуется на листе 2 начертить кинематические схемы главного механизма для положений 2 и 7 и там же построить планы скоростей и ускорений для этих положений, учитывая, что в дальнейшем силовой расчет механизма выполняется для положений 2 и 7. На всех планах скоростей и ускорений, используя теорему о подобии, нанести точки и тем самым определить скорости и ускорения точек , где – центр масс i-го звена. Положение точек указано в задании. Отрезки, необходимые для построения планов, вычисляются и записываются в пояснительной записке.

2.2.6. С помощью планов скоростей и ускорений определить угловые скорости и угловые ускорения звеньев для положений 2 и 7 и на кинематических схемах показать их направления.

Направления угловых ускорений могут быть определены следующим образом. Перенося мысленно векторы в соответствующую точку механизма, например, в точку В (рис.3 а), видим, что направление совпадает с направлением вращения часовой стрелки. Направления угловой скорости на примере того же механизма может быть определено следующим образом. Мысленно прикладывая вектор V_BA

к точке В, видим, что вращение звена 2 происходит в направлении вращения часовой стрелки.

2.2.7. По результатам кинематического анализа построить графики перемещения, скорости и ускорения исполнительного звена, а также графики угловой скорости и углового ускорения того звена, которое указано в задании. Графики строятся в функции угла поворота кривошипа на интервале полного оборота. Эти графики изобразить в правой стороне листа 1. Рекомендуется по оси абсцисс принять масштаб для угла = 2 град/мм.

Масштабы величин, откладываемых по оси ординат, выбираются из соображения наглядности графиков и указываются возле соответствующих координатных осей.

Допускается совмещение графиков по оси абсцисс .

2.2.8. Все пояснения, относящиеся к кинематическому анализу, привести в расчетно-пояснительной записке.