3. Построение кинематических диаграмм

Выходным звеном исследуемого механизма является нож, жестко закрепленный с шатуном АВ и CD. Построив планы механизма, мы тем самым разметили путь ножа в соответствии с углами поворота кривошипа. Построим кинематическую диаграмму вертикальных перемещений указанного звена (S_Н=S_Н(t)).

Масштабный коэффициент перемещений μ_S диаграммы S_Н = S_Н(t)

(3.2)

Строим оси координат S_Н − t и на оси абсцисс откладываем отрезок l=240 мм, изображающий время одного полного оборота кривошипа в масштабе времени μ_t.

Таким образом, масштабный коэффициент времени

(3.5)

Отрезок l делим на 12 равных частей и в соответствующих точках 1,2,3, …, 12 по оси ординат откладываем расстояния, пройденные ножом от её начального (крайнего верхнего) положения на плане положений механизма.

Соединив последовательно плавной кривой полученные точки 0, 1’, 2’, …, 12, получим диаграмму перемещений звена 5.

Для построения диаграммы скоростей выходного звена (V_Н=V_Н(t)) под диаграммой перемещений строим оси координат V_Н − t и на продолжении оси абсцисс откладываем влево от начала координат отрезок произвольной длины (примем H₁ = O₁P₁ = 40 мм).

Из точки P₁ проводим лучи P₁1’, P₁2’, P₁3’, … параллельно хордам кривой S − t на участках 01’, 1’2’, 2’3’, … . Эти лучи отсекут на оси ординат диаграммы скоростей отрезки O₁1’, O₁2’, O₁3’, …, пропорциональные средней скорости V_Н на соответствующем участке диаграммы.

Отложим эти отрезки на средних ординатах соответствующих участков.

Соединив ряд полученных точек 0, 1’’, 2’’, 3’’, …, 12 плавной кривой, получим диаграмму скорости V_Н − t.

Для построения диаграммы ускорения выходного звена 5 под диаграммой скоростей строим оси координат a_Н − t и на продолжении оси абсцисс откладываем влево от начала координат отрезок произвольной длины (примем H₂ = O₂P₂ = 40 мм).

Из точки P₂ проводим лучи P₂1, P₂2, P₂3, … параллельно хордам кривой V_Н − t на участках 01’’, 1’’2’’, 2’’3’’, … . Эти лучи отсекут на оси ординат диаграммы ускорений отрезки O₂1’’, O₂2’’, O₂3’’, …,пропорциональные среднему ускорению a_Н на соответствующем участке диаграммы. Соединив ряд полученных точек плавной кривой, получим диаграмму ускорений a_Н − t.

Масштабный коэффициент для диаграммы скоростей и ускорений равен

(3.6)

(3.7)

3. Кинетостатический анализ рычажного механизма

При силовом расчете механизма используется метод кинетостатики, основанный на принципе Д’Аламбера. В соответствии с указанным принципом, в дополнение ко всем действующим на механизм внешним силам, необходимо приложить силы и моменты сил инерции звеньев, чтобы привести механизм в состояние равновесия. После приведения механизма в равновесие для расчетов применяются уравнения статики.

Задачами кинетостатического анализа являются:

- определение сил инерции звеньев и точек их приложения, моментов сил инерции звеньев;

- определение весов звеньев механизма;

- определение уравновешивающей силы.

Для определения уравновешивающей силы будем использовать метод планов сил Н.Г. Бруевича и метод «жесткого рычага» Н.Е Жуковского.