1.2 Разложение механизма на структурные составляющие

Определяем структурные составляющие механизма, которые приводим на рисунке 1.1: а – группа Ассура II класса 2 вида; б – группа Ассура II класса 3 вида; в – механизм II класса.

а) б) в)

Рисунок 1.1 – Структурные составляющие механизма

Структурная формула механизма: I → II₃ → II₂, т.е. механизм образован присоединением к механизму I класса группы Ассура II класса 2 вида. Рассматриваемый механизм является, т.о., механизмом II класса.

2 Кинематический анализ

2.1 Построение плана положений механизма

План положений механизма строится с использованием масштабного коэффициента, начиная с разметки положения неподвижных шарниров и направляющих. Под масштабным коэффициентом понимают отношение какой-либо физической величины (в соответствующих единицах измерения) к отрезку (в миллиметрах), изображающему эту физическую величину на плане. Условимся все масштабные коэффициенты обозначать буквой μ с индексом соответствующей физической величины.

Построение плана положений начинаем с положения, в котором начинается рабочий ход механизма (одно из двух крайних положений, которое в дальнейшем будем называть нулевым). Крайнее положение определяем по траектории движения исполнительного (выходного) звена, совершающего возвратное движение: скорость его в крайних положениях равна нулю, т.к. меняется направление движения.

В том случае, когда цикл движения механизма включает рабочий и холостой ход, положения рабочего хода определяются по заданному направлению силы полезного сопротивления, которая действует против движения выходного звена.

Если направление силы полезного сопротивления не задано, то рабочий ход можно определить исходя из того условия, что по длительности, как правило, рабочий ход больше, чем холостой (иногда они равны, но не наоборот).

Крайние положения для механизмов определяем подбором, контролируя определением скорости выходного звена.

Построив нулевое положение механизма, строим еще, как минимум пять промежуточных положений. Для этого круговую траекторию конца кривошипа делим на шесть частей (равных) и нумеруем соответствующие положения в направлении вращения кривошипа. Остальные звенья в каждом из положений механизма строим последовательно засечками их длин, учитывая принятый масштабный коэффициент.

Учитываем, что план положений должен включать оба крайних положения механизма.

Одно из положений механизма, как правило, на рабочем ходу (то, для которого будем проводить силовой анализ) выделяем основными линиями, остальные изображаем контурными.

Для механизма долбежного станка, структурная схема которого приведена выше, построен план семи положений. Масштабный коэффициент плана положений

Фактическая длина звена (м)

μ _L = -----------------------------------

Длина отрезка на плане (мм)

Размеры звеньев механизма равны L_ОА = 100 мм,

L_ВС = 300 мм = ,

L_О1В = 280 мм = ,

,

.

Сила полезного сопротивления направлена вверх, следовательно, рабочий ход ползуна механизма соответствует его движению вниз, поэтому нулевым будем считать верхнее крайнее положение ползуна. Второе крайнее положение механизма (нижнее), обозначено индексом k.

Размещаем нагрузочную диаграмму F_ПС таким образом, чтобы перемещения ползуна на диаграмме и плане положений соответствовали друг другу, мы сможем легко определить значение силы полезного сопротивления (F_ПС) для любого положения механизма. Эти силы будут учитываться в расчете приведенного момента сил, при проектировании в разделе «Динамика механизмов».

Для выполнения силового анализа выбираем одно из положений механизма, в котором сила сопротивления имеет наибольшее значение. Поэтому и план ускорений строим именно для этого положения. Максимальное значение силы полезного сопротивления F_max приходится на первое положение механизма.