1. Кинематический расчёт механизма

1. .Структурный анализ механизма

Любой плоский механизм можно представить как совокупность кинематических цепей, одна из которых имеет подвижность равную подвижности механизма и называется исходным механизмом, а остальные имеют подвижность равную нулю. Кинематические цепи с нулевой подвижностью получили название структурных групп или групп Ассура.

Структурной группой называют простейшую кинематическую цепь, содержащую пары 5 класса и теряющую столько степеней свободы после присоединения к стойке, сколько она имела до соединения.

Подвижность механизма определим по формуле Чебышева [1]

W=3n-2P₅-P₄, (1.1)

где n - число подвижных звеньев;

Р₅ - кинематических пар 5 класса; P₄- число кинематических пар 4 класса;

Подвижность показывает сколько независимых движений нужно сообщить звеньям механизма, чтобы обеспечить определённость движения последнего.

В нашем случае W=3*5-2*7=l, следовательно, в механизме одно звено, способное совершать независимое движение.

Механизм качающегося конвейера состоит из 6 звеньев:

О₁ - стойка, О₁А - кривошип, АВ - шатун, О₂ B- коромысло, C₄- камень кулисы, F - ползун.

Структурная схема механизма приведена на рис. 1.

Формула образования механизма

Наиболее высокий класс группы, входящей в состав механизма равен II, следовательно, наш механизм второго класса, второго порядка.

Рис. 1. Структурная схема механизма.

Кинематический расчёт скоростей и ускорений начинают с исходного механизма и приводят в порядке присоединения структурных групп к исходному механизму.

Силовой расчёт начинают с последней в формуле строения структурной группы и проводят в обратном порядке присоединения структурной группы к исходному механизму, то есть исходный механизм рассчитывают в последнюю очередь.

1.2. Разметка механизма

Разметкой механизма называется ряд последовательных положений его звеньев в зависимости от положения начального звена, охватывающий весь цикл движения этого звена.

В выбранном масштабе, характеризуемом масштабным коэффициентом μ=0.001 м/мм, на горизонтальной прямой отложим отрезок, равный , далее вверх для определения положения стойки , и для определения положения направляющей звена 5. Из точки радиусом проводим окружность, траекторию движения точки А кривошипа АВ. Из точки проводим окружность радиусом , траекторию движения точки В кривошипа АВ и точки С ползуна (рис. 2).

Для дальнейшего построения разметки сначала нужно определить крайние положения механизма.

Крайние положения механизма определяются взаимным расположением кривошипа и шатуна, поэтому построение крайних положений начинаем с этих звеньев. Крайние положения точки А будут определяться в двух случаях, когда кривошип и шатун будут параллельны сами себе, то есть в первом случае шатун и кривошип сложатся в одну линию, и во втором случае – шатун и кривошип вытянуться в одну линию. Полученные точки обозначаем , далее определяем крайние положения точек , и .

Расстояние на окружности движения кривошипа между полученными точками А₀ и А₆ соответствует рабочему ходу механизма, расстояние от А₆ до А₁₂ соответствует холостому ходу, соответственно, разбиваем каждый на 6 равных частей. Получаем 10 промежуточных положений точек А, определяющих положения кривошипа . С помощью геометрических построений определяем 10 положений точек В, С. Центр тяжести звена АВ определяем из условия . Центр тяжести звена находится в точке С коромысла. Центр тяжести звеньев 4, находится в точке С, и 5 находится в точке F.

Рис. 2. Разметка механизма.