2. Анализ и синтез рычажного механизма

2.1 Исходные данные

t_ц=0.45 c,

Т_пс =800 Н·м,

Параметры звеньев механизма:

Длина кривошипа ОА= 0.5 м ;

Остальные размеры заданы соотношениями:

ОА= ОС / (3.75…3.80) ;

BS₂= (0.65…0.70)AB ;

СS₃= (0.35…0.40)BC ;

ES₅= (0.40…0.45) (DE)_max

Соотношения для масс и моментов инерции звеньев:

m₄ = 7 кг ; m₂ = 12·m₄ ; m₃ = 5·m₄ ; m₅ = 9·m₄ ;

J_s4 = 0.3 кг·м² ; J_s2 = 10·J_s4 ; J_s3 = 6·J_s4 ; J_s5 = 8·J_s4 ;

Примем:

OA = 0.5 м ; AB = 1.12 м ; BC = 0.7 м ; AD = 0.6 м ; DE = 0.35 м ;

2.2. Кинематический анализ рычажного механизма

2.2.1. Структурный анализ механизма

Степень подвижности механизма определим по формуле Чебы­шева:

, (2.1)

где

– число подвижных звеньев механизма;

– число кинематических пар 4 класса;

– число кинематических пар 5 класса;

получим:

За начальное звено принимаем кривошип ОА, так как для него задан закон движения. Формула строения механизма в этом случае:

[6,1] (2,3) (2.2)

(4,5),

где

[6,1] – начальный механизм I класса;

(2,3) – структурная группа II класса 1 вида;

(4,5) – структурная группа II класса 3 вида.

Таким образом, данный механизм является механизмом II класса.

2.2.2. Построение заданного положения механизма

Примем масштаб изображения механизма на чертеже:

.

Отрезки на чертеже будем обозначать со знаком “ ~ “.

Длины звеньев на чертеже:

=50 мм; =112 мм; =70 мм; =60 мм; =35 мм;

2.2.3. Определение линейных и угловых скоростей.

Кинематический анализ механизма выполняем для заданного положения механизма в порядке присоединения структурных групп согласно формуле (2.2).

Начальный механизм [6,1]

Скорость точки А :

. (2.3)

Вектор направлен из полюса плана скоростей P_v перпендику­лярно кривошипу ОА по направлению угловой скорости ω₁; конец этого вектора на плане скоростей – точка а.

Определим масштабный коэффициент плана скоростей :

. (2.4)

Группа (2,3)

Скорость точки В :

(2.5)

В первом уравнении вектор направлен перпендикулярно звену АВ. Во втором уравнении точка С неподвижна () и конец вектора (точка с) сов­падает с полюсом плана скоростей P_v. Вектор направлен перпендикулярно звену BC.

В результате построения находим точку b – конец вектора :

;.

В этих формулах и – длины (в миллиметрах) отрезков плана скоростей.

Угловая скорость звена механизма определяется по параметрам относительной скорости любых двух точек, принадлежащих этому звену.

Угловая скорость 2-го звена :

.

Угловая скорость 3-го звена :

.