3. Структурный анализ механизма.

Рисунок 3.1.- Кинематическая схема механизма

1.1 Число подвижных звеньев: n=5

1.2 Число кинематических пар 5- го класса: 0-1, 1-2, 2-3, 3-0, 3-4, 4-5, 5-0, P₅=7.

1.3 Число кинематических пар 4- го класса: P₄=0.

1.4 Степень подвижности механизма: W= 3n- 2P₄-P₄= 3·5-2·7-0=1;

1.5 Структурная схема механизма.

Разложим механизм на структурные группы, для чего составим структурную схему механизма (рис. 3.2.). Поступательные кинематические пары заменяем вращательными. Нулевое звено (стойку) изображаем неподвижной прямой 0. Ведущее звено 1 изображаем отрезком с двумя шарнирами ( цифра 1 в записи кинематических пар встречается дважды). Аналогично звено 2 изображаем отрезком 2 с двумя шарнирными концами.

Рисунок 3.2.- структурная схема механизма

Третье звено изображаем треугольником (цифра 3 в записи кинематических пар встречается трижды); звенья 4 и 5 изображаем отрезками с двумя кинематическими парами. Звенья 1, 3, 5 замыкаются на нулевое звено.

Отсоединяем сначала двухповодковую группу Ассура, состоящую из звеньев 4, 5. При этом оставшийся механизм продолжает работать, а степень подвижности W не меняется. Затем отсоединяем двухповодковую группу Ассура , состоящую из звеньев 2 и 3. Оставшиеся два звена 0 и 1 образуют ведущий механизм.

Рисунок 3.3.

Таким образом, исследуемый механизм, обладающий одной степенью подвижности, может рассматриваться как образованный путем последовательного присоединения к стойке О и ведущему звену 1 двух групп, состоящих из звеньев 2, 3 и 4, 5.

По классификации И.И. Артобалевского он относится к механизмам 2- го класса, третьего семейства.

Формула строения механизма:

І(0,1) ІІ (2,3) ІІІ (4,5).

4. Кинематическое исследование механизма

4.1.Исходные данные:

ОА= мм; АВ= мм; ВС= мм; ВD= мм;

AS₂=0,5AB= мм; BS₃=0,5BC= мм; BS₄= 0,5BD= мм;

x= мм; у = мм; n₁= ^об./_мин.;

Рисунок 4.1.– План положения, планы скоростей и ускорений

4.2 Планы положений механизма

В масштабе µ_е = … ^м/_мм строим планы механизма, начиная с построения положений ведущего звена- кривошипа ОА. Кривошип изображаем в восьми положениях через каждые 45°, начиная с положения, соответствующего левому крайнему положению механизма. Крайнее положение механизма получим делая засечки на траектории движения точки В из центра О радиусами (ОА+АВ) и (АВ-ОА). Положение остальных звеньев определяем методом засечек.

Величины и направления скоростей точек и угловых скоростей звеньев механизма определяем графически построением планов скоростей.

4.3 План скоростей (рис.4.1. )

1. Скорость точки A-V_A:

V_A= OA· ω₁

Где ω₁ = = = ^рад/_с - угловая скорость кривошипа ОА.

V_A= 0,11·7,64= 0,84 ^м/_с

V_A OA и направлен в сторону вращения кривошипа.

2. Масштаб плана скоростей- µ_V:

µ_v= = = ^м/_с^·мм,

где P_A- длина отрезка, представляющего вектор скорости точки А на плане скоростей.

3.Скорость точки В- V_B :

V_B = V_A+ V_BA

V_B O₁B V_BA BA (1)

Строим треугольник скоростей точки В на основании (1) .Вектор Pb является вектором V_B скорости точки В.

4. Скорость точки D:

V_D= V_B+ V_DB

V_D x-x V_DB B₁D₁ (2)

Строим треугольник скоростей точки D на основании уравнения (2). Вектор Pd является вектором скорости V_D точки D.

5. Скорость центров тяжести звеньев.

Положение точек S₂, S₃, S₄ на плане скоростей определяется делением отрезков ab, bc и cd пополам.

Соединив полученные точки с полюсом плана скоростей, получим векторы ps₂, ps₃, ps₄.

6. Значение скоростей точек получим произведением длин отрезков, взятых из плана скоростей , на масштаб плана скоростей:

V_BA= ab·µν, V_B= pb·µν, V_DB= db·µν, V_D= pd·µν,

V_S2= ps₂·µν, V_S3= ps₃·µν, V_S4=ps₄·µν, V_S5=V_D.

Направления скоростей точек определяется направлением на плане скоростей векторов pa, pb, pd, ba и т.д.

7. Угловые скорости звеньев по величине равны:

ω₂= V_BA / BA; ω₃= V_B/ BC; ω₄= V_DC/ DC

Направление угловых скоростей определяется направлением вращения звеньев под действием перенесенных на кинематическую схему векторов скоростей V_BA, V_B, V_DC в соответствующие точки.

8. Полученные результаты сведем в таблицу.

Таблица 4.1.