2.4.3. Коэффициент изменения средней скорости ведомого звена

В большинстве механизмов рабочий ход чередуется с холостым, при котором рабочее звено возвращается в исходное положение. В таких механизмах холостой ход обычно совершается при отсутствии полезной нагрузки.

Рисунок 2.5 - Крайние положения шарнирного четырехзвенника

Поэтому для увеличения производительности механизма скорость выходного звена на холостом ходу должна быть больше скорости выходного звена на рабочем ходу (при постоянной скорости входного звена).

Отношение средней скорости холостого хода выходного звена к средней скорости его рабочего хода называется коэффициентом изменения средней скорости:

V_x.ср.

K= —— , (2.9)

V_р.ср.

где V_x.ср. – средняя скорость холостого хода;

V_р.ср. – средняя скорость рабочего хода.

Рисунок 2.6 - Крайние положения кулисного механизма

Отношение средних скоростей выходного звена можно заменить отношением соответствующих углов поворота кривошипа, определяемых из крайних положений механизма (рисунок 2.5, рисунок 2.6)

, (2.10)

где φ_р – угол рабочего хода кривошипа;

φ_x – угол холостого хода кривошипа_.

Но т.к φ_p+φ_x=360˚ , (2.11)

то .

Таким образом, по заданному коэффициенту изменения средней скорости К по формуле (2.11) и (2.12) можно определить углы холостого φ_х и

рабочего φ_р ходов кривошипа.

Однако в механизмах чаще коэффициент изменения средней скорости связывают с утлом перекрытия β, который представляет собой угол между крайними положениями шатуна (рисунок 2.5) или крайними положениями кулисы (рисунок 2.6) зависимостью: К = (180˚ + β) / (180˚ - β) . (2.13)

Чтобы механизм был производительным, необходимо чтобы коэффициент изменения средней скорости (коэффициент производительности) был более единицы.

При синтезе многих механизмов задается коэффициент изменения средней скорости ведомого звена, по которому определяют угол перекрытия β: β=180˚∙(К-1) / (К+1). (2.14)

2.5. Задачи синтеза рычажных механизмов

В большинстве случаев при кинематическом синтезе рычажных механизмов возникает математическая неопределенность, т.е. допускается множество решений. Задача конструктора состоит в том, чтобы из множества возможных решений выбрать оптимальное, при котором обязательно выполняются принятые ограничения, а основное условие синтеза, чаще всего задаваемое в виде перемещения выходного звена (линейного.S или углового ψ) или в виде траектории некоторой точки S_i , выполнялось по возможности с минимальным отклонением. Задача эта является задачей многопараметрической и решается с помощью ЭВМ. Общие методы решения задач синтеза механизмов подробно изложены в /1,4,7/.

Ввиду того, что студенты, приступающие к выполнению первого курсового проекта, не имеют ещё опыта решения подобного рода задач, то в качестве проектного задания им предлагается структурная схема рычажного механизма, входящего в привод машины, а задача кинематического синтеза будет состоять в определении недостающих параметров кинематической схемы по некоторым, наперед заданным, условиям. Многие из этих задач имеют точное решение и не требуют использования методов оптимизации.