II. Кинематический и силовой анализ механизма

2.1 Исходные данные для проектирования

Вариант № 22

• Схема шарнирно-рычажного механизма

• Частота вращения звена 1 n₁ (об / мин) = 180

• Длины звеньев l_AB (мм) = 80

l_CB (мм) = 640

l_CD (мм) = l_CE (мм) = 400

• Координаты неподвижных точек L₁ (мм) = 240

L₂ (мм) = 400

• Массы звеньев m₁ (кг) = 4,7

m₂ (кг) = 28

m₃ (кг) = m₄ (кг) = 26

m₅ (кг) = 52

• Моменты инерции звеньев J_S2 (кгм²) = 1,14

J_S3 (кгм²) = J_S4 (кгм²) = 0,42

• Сила сопротивления P_c (Н) = 1400

2.2 Построение плана положений механизма

1. Принимаем стандартный масштаб построения

2. Определяем размеры звеньев и координаты неподвижных точек для построения плана:

где , , , , – длины, измеренные в метрах.

3. Ставим точку

4. Для построения точки от точки откладываем:

• расстояние − вверх

• расстояние − вправо

5. Из точки вычерчиваем окружность радиусом

6. Делим окружность на 12 равных частей, нумеруем точки … против часовой стрелки, начиная от крайней правой засечки на окружности

7. Из точки вычерчиваем дугу радиусом

8. На полученной дуге делаем засечку из точки радиусом

9. Соединяем линией полученную точку с неподвижной точкой

10. Из точки проводим отрезок , учитывая, что точка лежит на той же вертикали, что и точка

11. Вычерчиваем аналогичным образом все 12 положений механизма в тонких линиях

12. Толстой линией вычерчиваем 2 положение механизма с ползуном

13. Обозначаем центры масс каждого звена:

• Центр масс ( ) звена совпадает с точкой

• Центр масс ( ) звена лежит посередине данного звена

• Центр масс ( ) звена лежит посередине данного звена

• Центр масс ( ) звена лежит посередине данного звена

• Центр масс ( ) звена совпадает с точкой

2.3 Структурный анализ механизма

1. Обозначаем подвижные звенья механизма:

№ звена	0	1	2	3	4	5
Наименование звеньев	стойка	кривошип	шатун	кривошип	шатун	ползун

2. Определяем класс пар по Артоболевскому:

Кинематические пары	A	B	C1	C2	D	E1	E2
Звенья, составляющие пару	0 ; 1	1 ; 2	2 ; 3	2 ; 4	0 ; 3	4 ; 5	0 ; 5
Класс кинематической пары по Артоболевскому	5	5	5	5	5	5	5
Высшая/низшая пара	н. п.	н. п.	н. п.	н. п.	н. п.	н. п.	н. п.

3. Рассчитываем степень подвижности по формуле П.Л. Чебышева

где − число подвижных звеньев,

– количество пар 5-го класса,

– количество пар 4-го класса.

Следовательно, исследуемая кинематическая цепь является механизмом с одним ведущим звеном.

4. Формула строения механизма

Так как механизм является механизмом 2 класса, то его кинематический и силовой анализ проводится с помощью метода планов