Раздел 1. Структурный анализ механизма

Основной задачей структурного анализа является определение подвижности механизма, изучение строения механизма, определение класса и вида механизма.

Он состоит: 0 – стойка; 1 - кривошип; 2 – шатун; 3 – ползун;

Подвижность механизма определим по формуле Чебышева[3]:

W=3n-2P₅-P₄

где n - число подвижных звеньев;

Р₅ - кинематических пар 5 класса;

P₄- число кинематических пар 4 класса;

Количество пар пятого класса Р₅ : (0;1), (1;2), (2;3), (3;0). Р₅ = 4.

Количество пар четвертого класса Р₄ = 0.

Подвижность механизма (1.1):

,

следовательно, механизму нужно сообщить одно независимое движение, чтобы обеспечить определённость движения выходного звена.

Запишем формулу строения механизма:

0, 1 2, 3

——— → ————————

1 Класс 2 класс 2 порядок

.

Класс механизма – II.

Структурная схема механизма приведена на рис. 1.1.

Рис. 1.1. Структурная схема механизма

Раздел 2. Кинематический анализ механизма

В данном разделе решаются задачи кинематического анализа механизма 4-тактного ДВС, а именно: строится разметка механизма для двенадцати его положений; определяются положения центров масс звеньев; строятся планы скоростей и ускорений; определяются значения скорости, ускорения и перемещения выходного звена; определяются крайние положения механизма; строятся кинематические диаграммы.

1. Кинематический анализ методом планов

Кинематический анализ методом планов (графоаналитический метод) достаточно прост, нагляден и имеет достаточную для инженерных расчетов точность. Его суть в том, что связь между скоростями и ускорениями описывается векторными уравнениями, которые решаются графически.

1. Разметка механизма

Разметка механизма представляет собой механизм в двенадцати положениях в определенные моменты времени. Разметка механизма строится исходя из исходных данных. При построении разметки главной задачей является сохранение пропорций размеров звеньев и общей конструкции механизма.

Для построения разметки необходимо вычислить масштабный коэффициент, который позволяет выдержать все пропорции и связать реальные размеры механизма с размерами, использованными в графической части. Масштабный коэффициент определяется из отношения реального размера механизма (выражается в метрах) к размеру на листе в графической части (выражается в миллиметрах).

Определение размеров звеньев.

По приведенным в таблице исходным данным n1 и Vср определяем время одного оборота кривошипа

T = 60/n1 = 60/1000 = 0,06 с.

Определяем ход ведомого звена

H = Vср T/2 = 5,3* 0,06/2 = 0,159 м.

Определяем радиус кривошипа

r1 = O1A = H/2 = 0,159/2 = 0,0795 м.

Размеры остальных звеньев определяем по заданным их отношениям к длине кривошипа

l2/r1 = AB/O1A = 4 => AB = 4*0,0795 = 0,318 м,

AS2/ AB = 0,35 => AS2 = 0,35*0,318 = 0,1113 м.

Масштабный коэффициент:

,

где реальный размер кривошипа, размер в графической части.

м/мм.

Результаты вычислений размеров приведены в таблице 1.

Таблица 1

		lOA	lAB	lAS2
реально	м	0,0795	0,318	0,1113
лист	мм	39,75	159	55,65

По полученным размерам строим двенадцать положений механизма, строго соблюдая все пропорции и основную структуру. Разметка механизма строится на первом листе графической части курсового проекта. На рис. 2.1.1 представлен механизм в двенадцати положениях.

Рис. 2.1.1 Механизм в двенадцати положениях.