20 Общие методы синтеза механизмов

Проектирование механизмов представляет собой сложную комплексную проблему, решение которой можно разбить на несколько самостоятельных этапов.

Первым этапом проектирования является установление кинематической схемы механизма, обеспечивающей требуемый вид и закон движения. Именно этот этап проектирования в основном рассматривается в теории механизмов и машин. Раздел теории механизмов, посвященный методам проектирования по заданным кинематическим условиям схем механизмов, получил название синтеза механизмов.

В общем случае задачи синтеза механизмов являются многопараметрическими, так как число параметров механизма никогда не бывает однозначным.

В настоящее время существует ряд способов решения таких задач с использованием метода параметрической оптимизации. При использовании этого метода обычно одно условие принимается за основное. Тогда все остальные условия будут дополнительными.

Основное условие обычно выражается в виде некоторой функции, экстремум которой должен определить требуемые параметры синтезируемого механизма. Эту функцию обычно называют целевой функцией (или критерием оптимизации).

Так, например, для зубчатого механизма это может его передаточное отношение, для кулачкового механизма – заданный закон движения толкателя, для рычажного механизма – оценка отклонения траектории движения заданной точки от требуемой траектории или заданный закон движения выходного звена и т.д.В зависимости от исходных данных различают следующие виды синтеза:

- геометрический, когда заданы отдельные положения звеньев или траектории отдельных точек;

- кинематический, когда заданы некоторые скорости, ускорения или их соотношения;

- динамический, когда заданы действующие силы или наложены некоторые ограничения на динамические параметры.

К способам синтеза относятся:

а) опытный, когда экспериментальным путём подбираются размеры звеньев для реализации заданной траектории;

б) графический;

в) аналитический.

21 Построение крайних положений звеньев механизма (определение размеров звеньев).

Крайние положения механизма (рис. 1.4)

Крайние положения механизма (рис. 1.4) определяется взаимным расположением 323h77fd кривошипа и кулисы, поэтому построение крайних положений начинаем с этих звеньев. Для начала определяем размеры всех звеньев. Крайние положения механизма характеризуются тем, что кривошип перпендикулярен кулисе. При этом в части механизма слева от точки С биссектриса угла качения горизонтальна (т.е. перпендикулярна направляющей суппорта). Вычертив механизм в двух крайних положениях и , определяем угол кулисы из соотношения , откуда . Так как длина хорды равна , то .Радиус кривошипа определим как В выбранном масштабе, характеризуемом масштабным коэффициентом μ=0.002 м/мм, вначале строим неподвижную точку О1 (ось вращения кривошипа), затем проводим окружность радиусом АО1 (траектория движения точки А). Крайние положения точки А будут в тех двух случаях, когда кривошип и кулиса перпендикулярны друг другу. В первом случае обозначим как А0 - начало рабочего хода. Во втором случае - конец рабочего хода. Положение точек, B и B7, D и D7 определяются при построении крайних положений механизма.

Направление вращения кривошипа у рабочих машин следует задавать таким образом, чтобы сила полезного сопротивления, действующая па выходное звено во время рабочего хода, была направлена в сторону, противоположную движению ползуна ( резца), а шатун работал на сжатие.

Направление вращения кривошипа желательно выбирать таким, чтобы при рабочем ходе на шатун действовали бы растягивающие усилия, а не сжимающие.

Направления вращений кривошипа и шатуна противоположны. При вращении кривошипа против часовой стрелки шатун вращается по часовой стрелке. [3]