2. Кинематическое исследование кривошипно-ползунного механизма

Кинематический анализ механизмов заключается в исследовании движения звеньев меха­низмов при заданном законе движения начального звена. В результате этого анализа определя­ются положения звеньев и траектории отдельных точек звеньев; линейные скорости отдельных точек и угловые скорости звеньев; линейные ускорения отдельных точек и угловые ускорения звеньев.

2.1 Структурный анализ механизма

Рис. 2.1 Кинематическая схема кривошипно-ползунного механизма

По кинематической схеме механизма составляем таблицы его звеньев и кинематических пар.

Таблица 2.1

Звенья механизма

№ звена	Название	Обозначение	Вид движения
1	стойка		неподвижное
2	кривошип	ОА	вращательное
3	шатун	АВ	плоское
4	ползун	AB	возвратно-поступательное

Таблица 2.2

Кинематические пары (КП) механизма

Обозначение	Звенья составляющие КП	Вид КП	Название КП	Класс КП
А	1-2	низшая	вращательная	5
О	2-3	низшая	вращательная	5
В	3-4	низшая	вращательная	5
П	4-1	низшая	поступательная	5

Механизм имеет три подвижных звена (n=3) и четыре одноподвижные кинематические пары ().

Число степеней подвижности плоского механизма определяем по формуле Чебышева:

У механизма с одной степенью свободы одно начальное звено. За начальное звено прини­маем кривошип, которому от электродвигателя через редуктор передаётся вращательное движе­ние.

Разделяем шарнирный четырёхзвенный механизм на структурные группы. Сначала отде­лим от механизма начальное звено со стойкой (рис. 2.2). Степень подвижности у этой части ме­ханизма равна единице:

Оставшаяся часть механизма (рис. 2.3) состоит из двух звеньев (шатуна 3, коромысла 4) и трёх вращательных пар (А, В, С), имеет нулевую степень подвижности , является группой Ассура 2 класса 2 порядка

Таким образом, шарнирный рассматриваемый четырёхзвенник является механизмом вто­рого класса и имеет следующую формулу строения:

2.2 План положений механизма

Подбираем масштабный коэффициент длин Находим чертёжные раз­меры звеньев:

В неподвижной системе координат XOY размещаем элемент кинематическую пару О стойки 1. И неподвижную направленную Н4-1. Кинематическую пару О с началом координат. Из точки О проводим дугу окружности a-a радиусом ОА (рис.2.4).

При построениях используется метод засечек. Из точек О и С проводим дуги окружностей радиусами ОА и АВ. Наиболее удалённо положение коромысла принимается за нулевое, а другое крайнее положение- за второе крайнее, В этих положениях шатун явля­ется продол­жением кривошипа (в нулевом положении) или наложени­ем на кривошип (в конечном по­ложении).

Тогда расстояния иравны:

Находим точки ина дуге радиусаОВ и ОВ_к на неподвижной направляющей Н4-1,соединив которые с точкой О, получим крайние положения ползуна 4 и шатуна 3