2. Кинематический анализ.

Цель анализа: оценка правильности выбора структурной схемы и размеров звеньев механизма, обеспечивающих выполнение заданных движений.

Задачи анализа:

1. Определение траекторий точек, координат точек.

2. Определение линейных и угловых скоростей.

3. Планы положений механизма.

1. Выбор масштаба.

Выбираем масштаб 1:4.

Определим (масштабный коэффициент) - это отношение действительной величины к отрезку её изображающей на чертеже.

.

;

;

;

;

;

;

.

2. Определим крайние положения механизма:

;

.

Выбираем начальное положение от которого машина должна совершить сначала рабочий ход, а затем холостой ход. Для этого используем диаграмму усилий, действующих на выходное звено 6.

, с целью увеличения цикловой производительности машины, так как.

Выбираем направление вращения звена «2» в сторону рабочего хода.

;

.

Построение диаграммы перемещений выходного звена.

Для построения диаграмм аналогов скоростей и аналогов ускорений используется метод графического дифференцирования (метод хорд).

Допущения:

1. На выбранном отрезке кривая заменяется хордой.

2. Считаем, что эта хорда параллельна касательной, проведённой кривой в середине этого интервала, т.е. найдём производную в середине интервала:

;

;

;

.

Для определения в положениях «8» и «0» необходимо перейти в следующий цикл, то есть продолжить диаграмму.

;

;

.

Н – полюсное расстояние.

Построение планов аналогов скоростей.

Если принять, что , то план будет построен в масштабе кривошипа, и представлять собой план аналогов скоростей.

Выбираем произвольно полюс «Р» и от него перпендикулярно откладываем отрезок . При этом. Вычерчиваем три положения механизма.

;

;

, где;

;

.

Скорость точки Е определяем из теоремы подобия:

;

;

.

Построение планов аналогов ускорений. Вычерчиваем 3 положения.

, то есть, так как.

(параллельно АВ от В к А, к центру вращения).

;

Принимаем отрезок Пb’=AB, строим план ускорений в масштабе кривошипа. Выбираем произвольно полюс «П» и от него параллельно АВ откладываем вектор Пb’. План ускорений будет представлять план аналога скоростей.

, где;

(параллельно СВ от С к В).

;

(параллельноCDот С кD);

Ускорение точки Е () определяем из теоремы подобия.

, где

,, (параллельно направляющей).

;

;

;

;

;;;

если ползун движется;

, так как;

- относительное (реактивное) ускорение.

;

;

.

ЛИСТ 2.

Силовой расчёт рычажного механизма.

Основные задачи силового расчёта:

1. Определение сил, действующих на звенья, а также усилий (реакций), возникающих в кинематических парах при движении механизмов.

2. Определение уравновешивающей силы или уравновешивающего момента.

Силовой расчёт может быть произведён разнообразными методами. Наиболее распространённый метод – метод кинетостатики, который учитывает нагрузку с внешними силами, силы инерции и массы звеньев.

Последовательность выполнения силового расчёта графическим методом.

1. Выбор расчётного положения механизма.

2. Вычерчивание плана механизма в расчётном положении.

3. Построение планов скоростей и ускорений.

4. Расчёт сил звеньев.

Допущения:

1. Звенья абсолютно жёсткие.

2. Сила действует в одной плоскости.

3. Силы трения не учитываем.

Если отношение силы звена к силе полезного сопротивления не превышает 7%, то есть , то этой силой пренебрегаем.

Масштабный коэффициент силы полезного сопротивления .

.

Вес и массы звеньев:

,;

;

;

;

;

.

Определение сил инерции и моментов сил инерции.

, гдеберём из плана ускорений.

Прежде чем вычислить силу инерции, надо определить числовое значение ускорений центра масс каждого звена. Для этого на плане ускорений к серединам векторов, отражающих движение данного звена, а точнее – его центра, проводим вектор, умножив длину которого на масштабный коэффициент, получим действительное значение ускорений центров масс.

;

Моменты сил инерции:

Найдём моменты сил инерции:

;

;

;

;

.

;

.

Равновесие группы (5-6):

1. ;

2. .

3. ;

дописать

дописать

Равновесие группы (3-4):

1. ;

дописать

2. ;

дописать

3. .

Равновесие звена 1 (равновесие кривошипа):

;

;

;

;

;

;

, где- уравновешивающий момент.дописать

Расчёт геометрических параметров пары зубчатых колёс:

- число зубцов шестерни

- число зубцов колеса

модуль зацепления

- угол реечного станочного зацепления

- радиальный зазор в зацеплении

;

, так как.

1. Найдём радиус делительной окружности:

;

.

2. Шаг зацепления по делительной окружности:

3. Радиус основной окружности:

;

.

4. Шаг зацепления по основной окружности:

.

5. Инволюта угла α:

.

6. Угол зацепления α_w:

;

,,

,

;

;

.

7. Радиус начальной окружности:

;

.

8. Межцентровое расстояние нулевых зубчатых колёс:

.

9. Межцентровое расстояние исправленных зубчатых колёс:

.

10. Коэффициент воспринимаемого смещения:

.

11. Воспринимаемое смещение:

.

12. Уравнительное смещение:

.

13. Коэффициент высоты головки:

. (0,8 – для укороченного зуба).

14. Радиус окружности выступов:

;

.

15. Радиус окружности впадин:

;

.

16. Толщина зуба по делительной окружности:

;

.

17. Угол профиля на окружности вершин зуба:

;

.

18. Инволюта угла:

;

.

19. Толщина зуба по окружности вершин:

;

.

20. Коэффициент перекрытия:

;

.