1 Проектирование рычажного механизма по коэффициенту неравномерности движения

1.1 Определение структуры, степени подвижности и класса механизма

Стр уктура данного механизма имеет следующий вид:

1(0,1)+2(2,3)+2(4,5).

Степень подвижности механизма вычислим по формуле Чебышева:

(1)

где k  число подвижных звеньев, k=5;

p₁  число одноподвижных кинематических пар, p₁=7;

p₂ – число двухподвижных кинематических пар, p₂=0.

Получаем

.

Механизм имеет в своем составе неподвижное звено (О – стойка).

Таблица 1 – Характеристика звеньев механизма.

№ звена	Наименование	Характеристика движения
1	кривошип	вращательное
2	шатун	сложное (вращательное и поступательное)
3	коромысло	вращательное
4	кулиса	поступательное
5	ползун	поступательное

Звенья со стойкой и между собой образуют кинематические пары.

Таблица 2 – Характеристика кинематических пар.

Соединяемые звенья	Вид пары	Степень свободы
О(0,1)	вращательная	1
А(1,2)	вращательная	1
В(2,3)	вращательная	1
С(3,0)	вращательная	1
D(4,5)	вращательная	1
D1(5,0)	поступательная	1
D(4,3)	вращательная	1

Класс механизма определяется классом наивысшей группы Ассура. Таким образом, данный механизм является механизмом второго класса.

1.2 Построение планов положений механизма и повёрнутых на планов скоростей

Отрезок, изображающий на чертеже длину кривошипа OA, принимаем равным 30 мм.

Тогда масштабный коэффициент для плана положений:

м/мм. (2)

Определяем длины звеньев на чертеже с учётом масштабного коэффициента:

мм, (3)

мм, (4)

мм, (5)

мм, (6)

мм, (7)

мм. (8)

мм. (9)

мм. (10)

Методом засечек строим 12 положений механизма.

Рассмотрим построение плана скоростей для нулевого положения.

Так как точка A участвует в сложном движении, то ее скорость определяется из уравнения

, (11)

где − скорость точки А в переносном движении, то есть во вращении со звеном 1:

, (12)

 угловая скорость звена 1, рад/с;

 длина звена OA, м.

Угловая скорость рад/с.

Переносная скорость точки A

м/с.

− скорость точки А в относительном движении.

Решим уравнение (11) графически. Для этого из полюса плана скоростей строим вектор , направленный параллельно звену ОА и равный 50 мм. Тогда, масштабный коэффициент для построения плана скоростей будет

.

Через полюс плана проводим прямую в направлении скорости , то есть параллельно звену ВС. Через точку проводим прямую в направлении , то есть перпендикулярно звену ВD. На пересечении проведенных прямых получаем точку . Полученный вектор соответствует абсолютной скорости точки А.

Вектор, соответствующий скорости точки В, построим, используя условие подобия планов скоростей и положений. Для этого продлим отрезок и отложим на полученной прямой отрезок pd, равный

мм. (13)

Скорость точки D₅ определим, решая графически систему векторных уравнений:

Скорости точек определяются умножением соответствующего вектора на масштабный коэффициент:

м/с; (6)

м/с; (7)

м/с; (16)

м/с. (17)

м/с. (18)

м/с. (19)

Определим угловую скорость звена 1:

рад/с. (20)

Определим угловые скорости звеньев для нулевого положения:

рад/с. (21)

рад/с. (22)

Аналогично определяем скорости для всех положений механизма. Вычисленные значения скоростей и угловых скоростей заносим в таблицу 1.

Таблица 1Опреде ление скоростей точек механизма

№ поло жения	Скорости точек механизма, м/с						Угловые скорости, рад/с
0	3,12	12	4,56	11,52	10,8	4,56	4,73	18,18
1	0,96	12	4,08	12		4,56	1,45	18,18
2	4,56	10,56	3,6	11,04	10,56	4,56	6,91	16
3	8,88	5,52	3,12	8,16	5,52	4,56	13,45	8,36
4	13,44	3,84	3,12	5,52	3,84	4,56	20,36	5,82
5	14,4	13,92	3,6	10,8	13,92	4,56	21,82	21,09
6	5,04	13,92	4,32	12,72	13,92	4,56	7,64	21,09
7	4,32	9,6	4,32	10,56	9,6	4,56	6,55	14,55
8	9,6	5,28	4,56	7,92	5,28	4,56	14,55	8
9	12	1,68	4,56	6	1,68	4,56	18,18	2,55
10	11,04	2,4	4,56	6,72	2,4	4,56	16,73	3,64
11	7,44	7,2	4,56	9,12	7,2	4,56	11,27	10,91