Іі. Синтез плоских механізмів з нижчими парами

Задачею синтезу механізмів є визначення деяких параметрів механізмів при заздалегідь заданих вимогах. Якщо визначаються розміри окремих ланок механізму, то має місце метричний синтез. Розглянемо декілька таких задач, пов’язаних з завданнями на курсове проектування.

2.1 Синтез кривошипно-повзунного механізму

При заданій лінійній швидкості поршня V_n в середньому положенню, яке відповідає куту φ₁=90⁰, і заданій кутовій швидкості знаходимо довжину кривошипа

(2.1)

Для центральних кривошипно-повзунних механізмів знаходимо довжину ходу поршня:

(2.2)

По заданим і знаходимо довжину шатуна і положення центру мас шатуна.

2.2. Проектування схеми кулісного механізму з коливною кулісою за заданим ходом повзуна н і коефіцієнтом зміни середньої швидкості (рисунок 2.1)

Рисунок 2.1

Кут коливання куліси дорівнює . З рівності відрізків і маємо:

З трикутника знаходимо довжину куліси:

(2.3)

Вісь оберту кривошипа О вибирається на максимальній відстані від точки О₁, яка допускається конструкцією. Чим більша ця відстань, тим вищий коефіцієнт корисної дії механізму. Якщо прийняти , де а_О – конструктивний розмір, то

. (2.4)

З трикутника :

. (2.5)

Підставимо (2.5) в (2.4) і одержимо міжосьову відстань:

(2.6)

За залежністю (2.5) визначається радіус кривошипа.

Визначимо віддаль від осі обертання куліси до напрямних повзуна . Якщо точку вибрати посередині стрілки сегмента , то кути тиску в парі шатун-повзун будуть мінімальними:

. (2.7)

Довжина шатуна визначається з умови допустимого кута тиску і може бути збільшена за конструктивних міркувань. Мінімальна довжина шатуна дорівнює:

2.3 Проектування схеми механізму з кулісою, яка обертається, за заданим ходом повзуна Н, коефіцієнтом зміни середньої швидкості К, а також

Необхідно визначити довжину кривошипа та шатуна (рисунок 2.2)

Для центрального кривошипно-повзунного механізму О₁ВС одержуємо:

В рівнобедреному трикутнику А₁ОА₂ кути при основі дорівнюють . Після обчислення за формулою знаходимо довжину кривошипа:

Якщо не задана, то довжину шатуна визначають за допустимим кутом тиску.

Рисунок 2.2

2.4. Проектування схеми кулісного механізму за заданим коефіцієнтом зміни середньої швидкості, заданими розмірами і

Необхідно визначити довжину кривошипа (рисунок 2.3).

Визначається кут . Визначається радіус

При графічній побудові з точки О проводиться дотична до кола радіусом , від дотичної відкладаються кути і знаходяться крайні положення куліси. Перпендикуляри, опущені з т. О на кулісу, визначають розмір . При аналітичному визначенні довжини кривошипа підраховується розмір а потім

Рисунок 2.3

2.5 Проектування схеми кривошипно-повзунного механізму за заданим ходом повзуна Н, коефіцієнтом зміни середньої швидкості К.

Необхідно визначити довжину кривошипа та шатуна. За заданим К визначається кут .

Рисунок 2.4

При графічній побудові з точки В₁ проводимо перпендикуляр до Х – Х, а з точки В₂ відкладаємо кут (рисунок 2.4) і знаходимо точку перетину . Знаходимо центр кола О, проводимо коло . Центр оберту кривошипа О₁ знаходимо за заданим е або а. Довжини кривошипа і шатуна знаходяться за формулами: