1. Структурный анализ механизма

1. Группы Ассура.

Разобьем наш механизм на группы Ассура. Начиная с конца механизма, отделим

группу второго класса. Отделив группу второго класса останется группа первого

класса (кривошип).

2. Структурная формула.

Запишем структурную формулу для данного механизма: Ι (0:1)→ ΙΙ (2:3)

3. Определение степени подвижности кинематической цепи.

Кинематическая цепь состоит из трех подвижных звеньев. Количество пар пятого

класса равно 4. Применив формулу Чебушева (W=3*n-2*P₅-P₄) определим степень

подвижности: W=9-8=1.

2. Кинематический анализ механизма

1. Построение планов положений механизма.

Определим крайнее левое положение механизма. Для этого из точки А раствором циркуля равным R=l_BC–l_AB делаем засечку на линии движения ползуна. Проведя прямую через получившуюся точку и точку А получим крайнее положение точки В. Построим двенадцать планов положений механизма, начиная с крайнего положения механизма. Проведя окружность радиусом равным R=l_AB ,и разделим окружность, начиная с крайнего положения, на двенадцать равных частей. Пронумеруем все эти точки, начиная с крайнего положения по направлению движения кривошипа. Затем раствором циркуля равным длине ВС (l _BC) будем делать засечки из точки В на линии движения ползуна, для каждого положения точки В. Соединим полученные точки на линии движения ползуна с соответствующими положениями точки В. Таким образом, мы получим 12 планов положений механизма.

2. Построение планов скоростей.

Рассмотрим общие принципы построения плана скоростей на примере. Построим план скоростей для четвертого положения механизма. Планы скоростей будем строить повернутые на 90 градусов. Сначала запишем векторное уравнение:V_C=V_B+V_BC. В этом уравнении 2 неизвестные величины, скорости V_C и V_BC, следовательно, можно построить план скоростей. Выберем за полюс плана скоростей точку P_V. Найдем сначала угловую скорость кривошипа АВ: , гдеn_k- это число оборотов кривошипа за минуту.

(c­^-1).

Вычислим скорость в точке В:

V_B=ω_k*l_AB=3,14*0.170=0.534 (м/с).

Вычислим масштаб для скорости, предварительно приняв [P_vb]=50 (мм)

()

Всоответствии с векторным уравнением строим план скоростей. Отложим из полюса скоростей параллельно АВ отрезок [P_vb]. Из точки b отложим прямую параллельную ВС. Из полюса скоростей проведем прямую перпендикулярную движению ползуна. Точка пересечения этих прямых – это точка С. Основываясь на этом принципе построим остальные планы скоростей. Используя теорему подобия планов скоростей, отметим на 12 планах скоростей точку S. Используя планы скоростей, определим скорости: V_C, V_S, V_CB, ω₂, замеряя соответствующие отрезки на планах скоростей ([P_VC], [P_VS], [cb],), и умножая их на вычисленный масштаб скорости. Занесем полученные результаты в таблицу.

Таблица 2.1

Найденные значения скоростей

	0	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11
Vc	0	0,214	0,417	0,555	0,523	0,310	0,016	0,331	0,518	0,532	0,395	0,203
Vb	0,534	0,534	0,534	0,534	0,534	0,534	0,534	0,534	0,534	0,534	0,534	0,534
Vs	0,374	0,406	0,491	0,545	0,513	0,513	0,374	0,427	0,513	0,532	0,481	0,406
Vcb	0,534	0,459	0,256	0,043	0,304	0,481	0,523	0,443	0,256	0,032	0,288	0,470
w2	0,742	0,638	0,356	0,059	0,423	0,668	0,727	0,616	0,356	0,045	0,401	0,653

3. Построение плана ускорений

Построим план ускорений для четвертого положения механизма. Запишем векторное уравнение: W_c=W_B+Wⁿ_CB+W^τ_CB, где W_C и W_B – ускорения точек С и В, W^τ_CB - касательное ускорение при движении точки С вокруг В, W ⁿ_CB – нормальное ускорение при движении точки С вокруг В.

Найдем W_B=(ω_k­­)² *l_AB=(3,14)²*0.170=1,676 (м/с²).

Для того, чтобы начать строить план ускорений необходимо знать величину [bn], для этого сначала вычислим масштаб для ускорений:

(), а затемWⁿ_CB=(ω₂)²*l_BC=0.129 (м/с²).

(мм).

Точку P_w выберем за полюс на плане ускорений. Из полюса ускорений отложим отрезок [P_wb] параллельно ВА, причем он будет направлен к центру вращения. Отложим из точки b, на плане скоростей, отрезок [bn] параллельно шатуну ВС, причем [bn] направлен к полюсу (точка В). Затем проведем перпендикуляр через конец вектора [bn], а из полюса ускорений проведем прямую, параллельную прямой вдоль которой движется ползун. Точка пересечения этой прямой и перпендикуляра – это точка С.

Используя теорему подобия планов ускорений отметим на нем точку S₄. Используя этот план ускорений найдем значения ускорений W_c, W_CB, W_S4, замеряя соответствующие отрезки ([P_wc], [nc], [P_wS₄]) и умножая их на вычисленный ранее масштаб ускорений.

W_c=[P_wc]*μ_w=43*0.0168=0,722 (м/с²)

W^τ_CB=[nc]*μ_w=84.0*0.0168=1.411 (м/с²)

W_S4=[P_wS₄]*μ_w=78.0*0.0168=1.310 (м/с²), где W_S4 это абсолютное ускорение точки S₄, принадлежащей шатуну ВС.

Вычислим угловое ускорение первого звена:

(c^-2)