1. Прототипы исполнительного механизма.

1.1. Описание прототипов.

Рассмотрим два прототипа вытяжного пресса:

Первый прототип:

В качестве прототипа №1 выберем плоский шестизвенный механизм: к кривошипу 1 присоединена структурная двухзвенная группа типа ВВВ (звенья 2 и 3) и группа типа ВВП (звенья 4 и 5)

Второй прототип:

В качестве прототипа №2 рассмотрим плоский шестизвенный механизм: к кривошипу 1 последовательно присоединены группы типа ВВВ (звенья 2 и 3) и типа ВВП (звенья 4 и 5).

Подготовка данных для расчета геометрии прототипов на эвм.

Схема определения геометрических размеров прототипов:

Начальные данные определяются с помощью геометрических построений следующим образом:

Задаются расстояние между опорами O₁ и О₂ и длина звена О₂В, определяются длина кривошипа О₁А и звена АВ, далее произвольно выбирается длина звена О₂С, длина звена СD подбирается так, чтобы угол давления в центральной кинематической паре двухзвенной группы Ассура не превышал допустимое значение. При расчётах используются следующие формулы:

Θ = (K_V-1)180⁰/K_V+1;

l₁=(О₁В₁-О₁В₂)/2;

l₂=(О₁В₁+О₁В₂)2;

Первый прототип:

На основании предварительного подбора размеров примем следующие начальные данные: l_O1A=0,126м., l_AB=0,51м., l_BО2=0,351м., l_CD=0,351м., Х_O2=-0,478м., Y_O2=0,309 м.

Количество присоединенных групп - 2

1 группа – ВВВ , 2 группа – ВВП.

2 группа присоединена к 1 звену 1-й группы вращательной парой (LL=1)

Способ сборки групп: ВВВ = -1, ВВП = -1

Угол наклона направляющей к оси x=0^o.

В результате расчета и проведения метрического синтеза механизма на ЭВМ я получил ход рабочего звена H_max=0.26м. (необходимо получить H_max=0.26м), коэффициент изменения средней скорости K_V =1.28(необходимо получить K_V =1.18.) и критерий, характеризующий условия передачи сил в центральной кинематической паре выходной диады K₂ =1.35.

Второй прототип:

Также как и для первого прототипа на основании предварительного подбора размеров берем следующие начальные данные: l_O1A=0,159м., l_АB=0,462м., l_BО2= 0,231м., l_CD=0,231м.,

Количество присоединенных групп – 2

1 группа – ВВВ , 2 группа – ВВП .

2 группа присоединена к 1 звену 1-й группы вращательной парой (LL=1).

Способ сборки первой группы -1. Способ сборки второй группы 1.

Угол наклона направляющей к оси x = 0^o.

В результате расчета и проведения метрического синтеза механизма на ЭВМ с этими начальными данными, получаем: H_max=0.262м. (необходимо получить H_max=0.25м), коэффициент изменения средней скорости K_V =1.31 (необходимо получить K_V =1.18.) и критерий, характеризующий условия передачи сил в центральной кинематической паре выходной диады K₂=1.55.

1.3 Выбор геометрических параметров прототипов.

Первый прототип:

Выбираем следующие окончательные размеры:

l_O1A=0,126м., l_AB=0,351м., l_BО2=0,351м., l_ВС=0,351м., Х_O2 =-0,478м., Y_O2=0,309м.

С этими данными имеем: H_max = 0,26м; K_V =1.22; K₂ = 1.35.

Второй прототип:

l_O1A=0,159м., l_AB=0,462 м., l_BO2= 0,231м., l_CD=0,231м.,

С этими данными имеем: H_max = 0,252м; K_V=1,31; K₂= 1.55;

Сравнение прототипов по выбранным критериям.

Результаты сравнения вынесем в таблицу.

	Hmax	KV	K2
Прототип 1	0.25м	1.22	1.35
Прототип 2	0.252м	1.31	1.55

Выводы.

В результате геометрического анализа мы определили длины звеньев прототипов, коэффициенты K_V и K₂. На этом этапе курсового проекта наилучшим прототипом является прототип 1 как более близкий по значению K_V к условию задания.

Геометрический анализ механизмов.

Задачи геометрического анализа.

Целью геометрического анализа является определение и исследование функций положения ме­ханизма, т. е. зависимостей некоторых выходных параметров (координат некоторых точек, углов поворота звеньев) от входных обобщенных координат механизма. Опреде­ление этих зависимостей

составляет прямую задачу геометрического анализа. Обрат­ная задача: определение значения некоторых выходных параметров.

Составление уравнений геометрического анализа.

Структурный анализ

Прототип 1.

Прототип 2.

Изобразим графы прототипов.

Г рафом называется схематический рисунок, с помощью которого можно писать структуру механизма. На графе механизма изображаются структурные группы и последовательность их присоединения. Каждая группа образует вершину графа, а ребра соответствуют соединениям групп. В вершинах графа указываются количество звеньев в группе и число ее степеней подвижности. Здесь 0 – стойка; 1.1 - однозвенная одноподвижная группа; 2.0 – двухзвенная ноль-подвижная группа.

Механизмом называется связанная система тел, обеспечивающая передачу и преобразо­вание механических движений.

Тела, образующие механизмы, называются его звеньями, N-количество подвижных звеньев данного механизма.

Конструктивные элементы, соединяющие звенья и накладывающие ограничения (связи) на их движения, называются кинематическими парами. P – число кинемати­ческих пар. Кинематические пары реализуются в виде шарниров, цилиндрических и сферических ползунов и направляющих винтовых соединений, соприкасающихся ци­линдрических и плоских поверхностей и ряда др. конструктивных элементов.

Количество подвижных звеньев механизма – N=5.

Количество кинематических пар механизма – P=7.

Суммарное число подвижностей всех кинематических пар – S=7.

Число независимых контуров графа – K=P-N=7-5=2.

Степень подвижности механизма – W=S-3*K=7-3*2=1.

Р азорвем граф и приведем его к структуре дерева.

Планы 12-ти положений прототипов

Составление уравнений геометрического анализа.

П рототип 1.

П рототип 2.

Решение уравнений геометрического анализа.

Прототип 1

Графики функций положения

Рис.7

Прототип 2