3.2 Структурный анализ рычажного механизма

Рисунок 3.1 Схема механизма

Звенья:

1 – кривошип,

2 – шатун,

3 – ползун,

0 – стойка.

Число подвижных звеньев .

Число звеньев механизма m=4.

Число низших пар – .

Определим класс кинематических пар:

О (0–1) –вращательная, одноподвижная, 5 класс;

A (1–2) – вращательная, одноподвижная, 5 класс;

B (2–3) – вращательная, одноподвижная, 5 класс;

(3–0) – поступательная, одноподвижная, 5 класс.

Число высших пар – ;

Так как механизм плоский, то для определения числа степеней свободы используем формулу Чебышева: W=3n–2p₅–p₄.

Таким образом, получаем следующее число степеней свободы для механизма:

W=3n–2p₅–p₄=3∙3–2∙4=1.

W=1, то положения всех звеньев механизма определяется заданием одной независимой обобщённой координатой (угол φ₁).

Разобьём механизм на группы Ассура и механизм 1 класса:

a) б)

Рисунок 3.2. Структурный анализ механизма

На рисунке 3.2.(а) изображение является механизмом 1 класса. Механизм на рисунке 3.2(б) группа Ассура 2 класса, 2 вида, 2 порядка. Наивысший класс присоединённых групп Ассура – второй, поэтому механизм относится ко второму классу. Форма построения механизма (0;1) II (2;3) .

3.3 Метрический синтез определение размеров звеньев рычажного механизма

На рисунке 3.3 изображён механизм в крайних точках положения с указанием хода поршня – H.

Рисунок 3.3 Механизм в крайних положениях

Найдём длину шатуна:

;

По заданным частоте вращения определим среднюю угловую скорость кривошипа рад/с.

Начальная обобщённая координата =180^о дальнего крайнего левого положения на рисунке 3.3.

Массово-инерционные параметры механизма:

- массы ;

- шатуна кг, где q – масса одного погонного метра длины, кг/м.

- массы кривошипа кг;

- поршня кг;

- положения центров масс:

- шатуна м;

- кривошипа ;

- поршня ;

- осевые моменты инерции:

- шатуна кг·м²;

- кривошипа кг·м²;

Результаты расчета сводим в табл. 3.1.

Таблица 3.1.

Наименование и обозначение параметров	Размеры, м.			Угловая скорость , рад/с.		Масса ,кг			Осевые моменты инерции
Численное значение					180

3.4. Определение кинематических характеристик.

3.4.1 Графический метод решения задачи

3.4.1.1 Построение плана положений механизма

Для построения планов положения механизма воспользуемся размерами звеньев, полученных ранее в пункте 3.3.

Так как горизонтальный механизм, то геометрическое место точек всех положений ползуна будет находиться на горизонтальной прямой, проходящей через ось вращения кривошипа, перпендикулярной плоскости чертежа.

Принимается масштаб построения м/мм.

Чертежные отрезки: мм;

мм; мм;

Тат как механизм второго класса, то построение ведется геометрическим методом засечек, начиная от дальнего крайнего положения, которое обозначается первым (позиция 1 листа 1). Строятся 12 планов положений, равноотстоящих по углу φ, поворота кривошипа. Строится траектория точки S₂ шатуна. Выделяется контурной линией одно расчетное положение № 3 при . Для этого положения обозначаются отрезки координат и рассчитываются графические координаты точек и звеньев

Графические координаты для исследуемой схемы:

342·0,001=0,342м;

125·0,001=0,125 м;

37,5·0,001=0,0375м;

9⁰;м/мм;