Основные детали рычажных механизмов
Основными деталями рычажных механизмов являются кривошипы, шатуны, коромысла и ползуны. Кривошипы часто изготавливают в виде дисков со ступицами для установки на валах. Паз нужен для фиксации шатуна ( при помощи, например, болтового соединения ). И паз же позволяет изменить радиус кривошипа и как следствие ход ползуна.
Шатун используют для передачи движения от кривошипа к ползуну. Обычно представляет собой стержень с двумя головками на концах. В головках размещают подшипники (качение или скольжение) с целью получения вращательной пары. Сечение шатунов могут быть разные (см. рисунок). Шатуны и головки рассчитывают на прочность и жесткость.
Коромысло выполняют обычно в форме стержня для соединения с шатуном и корпусом потшипника. Консруктивно, коромысло подобно шатуну. Стержень коромысла обычно рассчитывает на изгиб. Конструкция ползунов зависит от назначения механизма существенно.
В поршневом двигателе роль ползуна выполяет поршень.
Кинематический анализ механизма
Кинематические схемы рычажных механизмов смотри выше. Основными задачами кинематического анализа является определение параметров – перемещений, скростей и ускорений т.е. параметров движения звеньев механизма по заданному закону движения ведущего звена. Из анализа положений звеньев и траекторий точек механизмов можно определить правильность ункционирования механизма и найти пространство необходимое для размещения механизма.
Скорости (угловые и линейные), скорости звеньев нужны для определения кинетическй энергии механизмов при решении последующих задач динамики и для оценке условий, при которых происходит рабочий процесс машины.
По значению ускорений определяют инерционные нагрузки на звенья, которые далее используют для оценки прочностной надежности. Для определения параметров движения используют аналитические, графические и экспериментальные методы. Аналитические методы использууют метжы матиметического анализа и дют высокую точность определения параметра. Используют методы аналитической геометрии и тензорно- матричных операций. Графические методы основаны на графическом построении (методы засечек и шаблонов) траекторий движения наиболее характерных точек звеньев механизма. Они менее точны. Эффектны для плоских механизмов. Экспериментальные методы в основном для оценки точности расчетных моделей. При графическом методе длины звеньев, перемещение точек, скороси, ускорения изображают в масштабах. Строят план положений механизмов. Положене звена из которого начинается отсчет его движения в одном направлении называют начальным или крайним.
Положение в котором кривошип «1», шатун «2» располагаются на одной прямой называются мертвым. Планами положения механизма называется графическое изображение положения звеньев, соответствущее выбранном моменту времени. План положения механизма наглядно показывает движение его звеньев и точек.
«1» - кривошип, «2» - шатун, «3» - ползун.
Положение точки «С» на шатуне определяется длиной отрезка «АС» и «СВ». Для построения точек траектории А, С и В нужно построить ряд последовательных положений (ряд плана) механизмов. Главная линия проведенная через все одноименные точки и будет траекторией точки звена. Построение планов положений скоростей и ускорений основан на графическом решении векторных уравнений движения.
Аналитический метод кинематического анализа сводится к совместному решению уравнений проекций на оси координат контура механизма. И далее дифференцирвание полученых уравнений с целью определения скоростей и ускорений.