1. Кинематический анализ и синтез рычажного механизма

1.1 Структурный анализ механизма

Рисунок 1 – Структурная схема рычажного механизма

Определение количества звеньев и кинематических пар

В данном механизме пять подвижных звеньев:

1 – кривошип, вращательное движение;

2 - шатун, сложное движение;

3 – ползун, поступательное движение;

4 – шатун, сложное движение;

5 – ползун, поступательное движение;

1 – входное звено; 3,5 – выходное звено.

В данном механизме семь одноподвижных кинематических пар: О₁ (0;1) – вращательная; А (1;2) – вращательная; B (2;3) – вращательная; Вʹ (3;0) – поступательная; А́ (1;4) – вращательная;С (4;5) – вращательная; Сʹ (5;0) – поступательная.

Определяем число степеней свободы данного механизма:

где n -число подвижных звеньев, входящих в состав механизма,

р₁ и р₂ – число одноподвижных и двухподвижных кинематических пар механизма.

В данном механизме n = 5, р₁ = 7, р₂ = 0.

Раскладываем механизм на структурные группы и определяем их класс и порядок.

Рисунок 2 – Структурные группы механизма

Записываем формулу строения механизма:

.

Механизм относится к механизмам 2-го класса.

1.2 Построение планов положения механизмов

Для построения кинематической схемы механизма по заданной обобщенной координате выбираем масштабный коэффициент длин К_l:

м/мм.

В выбранном масштабе K_l определяем отрезки, изображающие длины звеньев механизма на чертеже:

мм;мм

Из точки О1 откладываем длину кривошипа О1А , далее откладываем шатуны до пересечения с осями АВ и АС соответственно.

,

1.3 Построение планов скоростей механизма

Построение плана скоростей начинаем с определения угловой скорости кривошипа:

с^-1.

Определяем скорость точки А:

м/с.

Выбираем масштабный коэффициент построения плана скоростей:

мс ^{– 1}/мм.

Выбираем полюс p_v и из него откладываем отрезок p_vа = 73.68 мм перпендикулярно звену О₁А, при этом вектор перпендикулярен кривошипу в заданном положении и направ­лен в сторону его вращения.

Чтобы опреде­лить скорость точки _B составим два векторных уравнения ее движения.

При этом скорость точки B относительно А () направлена перпендикулярно звену АВ, а скорость точки В́ относительно B () – параллельно оси. Решаем графически эту систему и определяем скорость точки _В для данного положения механизма из плана:

м/с.

Чтобы опреде­лить скорость точки _С составим два векторных уравнения ее движения.

При этом скорость точки С относительно А () направлена перпендикулярно звену АC, а скорость точки С́ относительно C () – параллельно оси. Решаем графически эту систему и определяем скорость точки _C для данного положения механизма из плана:

м/с.

_{Таблица 1 – значения скоростей механизма в различных положениях}

	0	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11
VA	18.42	18.42	18.42	18.42	18.42	18.42	18.42	18.42	18.42	18.42	18.42	18.42
VB	18.42	14.95	8.11	0	8.21	14.95	18.42	16.96	10.21	0	10.21	10.21
VC	0	10.21	16.96	18.42	14.95	8.21	0	8.21	14.95	18.42	16.96	16.96
VAB	0	9.27	15.98	18.42	15.98	9.27	0	9.27	15.98	18.42	15.98	9.27
VAC	18.42	15.98	9.27	0	9.27	15.98	18.42	15.98	9.27	0	9.27	15.98