2.Метрический синтез кинематической схемы плоского сложного рычажного механизма по заданным параметрам

2.1. 1 Выберем подходящий масштабный коэффициент длин.

определим масштабный коэффициент длин по формуле , м/мм:

(5)

где - действительная величина отрезка, м ;

- длина отрезка , изображающего эту величину в составе кинематической схемы , мм.

Приняв |OA| = 16 мм определим масштабный коэффициент длин, м/мм:

= 0.01;

2.2.Приведем все заданные геометрические параметры механизма имеющие размерность длин в метрах в масштабный коэффициент, для этого из формулы (5) выразим:

Подставим все заданные параметры, имеющие размерность длин в метрах. Результат получим в масштабном коэффициенте, мм;

2.3.По полученным значениям в выбранном масштабном коэффициенте длин выполняем метрический синтез кинематической схемы кривошипно-ползунного механизма в следующей последовательности:

1) В произвольном месте выбираем точку О, характеризующую положение стойки кривошипно-ползунного механизма. Из точки О под углом α = 45 ͦ проводим луч ОА (рисунок 6):

Рисунок 6 Рисунок 7

Рисунок 8

Рисунок 9

2) Из точки О проводим дугу радиусом R₁, равным величине отрезка |ОА|, взятой в миллиметрах, т. е. R₁ = 16 мм. В результате пересечения дуги радиусом R₁ с лучом ОА определим положение точки А (рисунок 7).

3) Из точки А проводим дугу радиусом R₂, равным величине отрезка |АВ|,

взятой в миллиметрах, т. е. R₂ = 80 мм. В результате пересечения дуги радиусом R₂ с прямой ОВ определми положение точки В (рисунок 8).

4) Соединив точку А с точкой В и добавив вокруг этой точки схематическое изображение ползуна, получим кинематическую схему кривошипно-ползунного механизма. Построенную в масштабном коэффициенте длин (рисунок 9).

5) В произвольном месте выбираем точку О, характеризующую положение стойки кривошипно-ползунного механизма. Из точки О под углом α = 45 ͦ проводим луч ОС (рисунок 10).

Рисунок 10 Рисунок 11

Рисунок 12

6) Из точки О проводим дугу радиусом R₂, равным величине отрезка |ОС|, взятой в миллиметрах, т. е. R₂ = 12 мм. В результате пересечения дуги радиусом R₂ с лучом ОС определим положение точки С (рисунок 10).

7) Из точки С проводим дугу радиусом R₃, равным величине отрезка |СD|,

взятой в миллиметрах, т. е. R = 75 мм. В результате пересечения дуги радиусом R₃ с прямой СD определми положение точки D (рисунок 11).

8) Соединив точку С с точкой D и добавив вокруг этой точки схематическое изображение ползуна, получим кинематическую схему кривошипно-ползунного механизма. Построенную в масштабном коэффициенте длин (рисунок 12).

Рисунок 13

9) Соединим (рисунок 9) с (рисунок 13) и получим полную кинематическую схему кривошипно-ползунного механизма, построенную в масштабном коэффициенте длин (рисунок 14).

Рисунок 14

2.4.По полученным значениям в выбранном масштабном коэффициенте с помощью метода засечек определяем крайние положения выходных звеньев – ползунов 3 и 5, типового механизма лежащего в основе структуры сложного плоского рычажного механизма.

Под крайними положениями подразумеваем такие положения выходных звеньев, в которых оси кривошипа 1, шатуна 2 и 4 совпадают (рисунок 15, 16).

Рисунок 15 - первое крайнее положение механизма

Рисунок 16 - второе крайнее положение механизма

Для построения плана положений механизма необходимо от начального положения кривошипа в направлении его вращения отложить угол 30º, соответствующий следующему положению кривошипа и повторить действия из пункта 2.3 для определения положения точек А, B, C и D.

Соединяем выявленные точки и получаем новые положения звеньев механизма.

2.5.Исходя из выбранного начала отсчета, построим план положений плоского рычажного механизма для 12 положений ведущих (входных) звеньев, откладывая угол в 30º от начального положения в направении вращения кривошипа, относительно которого достраиваются структурные группы звеньев. Процесс повторяем до полного завершения построения плана положений механизма ( рисунок 17).

Рисунок 17 - план положений плоского рычажного механизма для 12 положений ведущих (входных) звеньев

2.6.Определим разность хода для ползуна 3, для этого измерим расстояние между начальным и конечным положением, м;

=

Определим разность хода для ползуна 5, для этого измерим расстояние между начальным и конечным положением, м;

=

Определим коэффициенты неравномерности средней скорости каждого шатуна по формуле 6 :

где q – угол между положениями шатуна в крайних положениях механизма,

– время холостого хода,

– время рабочего хода.

Для ползуна D угол между положениями шатуна в крайних положениях механизма равен 5. Подставим значения в формулу (6):

Для ползуна В угол между положениями шатуна в крайних положениях механизма равен 6. Подставим значения в формулу (6):