Файл: Записка лилст - 1.docx

1. Динамический синтез рычажного механизма.

1. Цели и задачи первого листа

При выполнении первого листа решаются 2 задачи:

а) метрический синтез, т.е. определяется недостающих размеров звеньев рычажного механизма.

б) уменьшение периодических колебаний угловой скорости рычажного механизма.

Проектирование механизмов представляет собой сложную комплексную проблему, решение которой можно разбить на три самостоятельных этапа:

1. установление кинематической схемы механизма, которая обеспечивает требуемый вид и закон движения;

2. разработка конструктивных форм механизма обеспечивающая прочность, долговечность, высокий КПД;

3. определение механико-экономических и технических показателей данного механизма. В ТММ рассматривается первый этап с учетом 2го и 3го этапа.

При метрическом синтезе за основное условие в данном механизме принимаем скорость входного звена. В качестве дополнительных условий используем условие существования кривошипа, ограничение углов давления, коэффициента изменения средней скорости. В обязательном порядке должны выполнятся дополнительные условия, а основное условие может отличатся на небольшую величину (до 2%).

В период установившегося движения в реальной машине ц₁ не остается постоянным, а колеблется относительно некоторого среднего значения. При решении второй задачи за основное условие используется коэффициент неравномерности хода машины (формула 1.1.1).

Error: Reference source not found

1.1.1

Рис 1.1 Диаграмма колебания угловой скорости в период установившегося движения.

1.1.2

Коэффициент д характеризует только перепад угловой скорости входного звена, но не характеризует динамики движения этого звена внутри этого цикла.

Сравнительной оценкой динамических свойств машины в период установившегося движения является коэффициент динамичности (формула 1.1.2).

1.2 Структурный анализ рычажного механизма

Звено- одно тело или несколько тел жестко соединенных между собой.

---

Кинематическая пара- соединение двух звеньев допускающее их относительное движение.

Кинематической цепью – связанная система звеньев, образующих между собой кинематическую пару.

Механизмом- называется такая кинематическая цепь, в которой при заданном движении одного или нескольких звеньев относительно любого из них все остальные звенья совершают однозначно определяемые движения.

Кинематическая цепь, которая будучи подсоединенная к стойке имеет степень свободы 0 – называется структурной группой. Класс структурной группы определяется по числу внутренних кинематических пар в замкнутом контуре входящим в состав группы. Порядок структурной группы определяется по числу внешних кинематический пар в составе группы.

Error: Reference source not found

W=3n-2p₅-p₄ 1.2.1

W=6n-5p₅-4p₄-3p₃-2p₂-p₁ 1.2.2

B

A

O₁

O₂

E

C

D

Степень свободы механизма равняется 1, значит, есть только один механизм первого класса и одно входное звено. Чтобы построить правильно заменяющую схему необходимо пользоваться правилами построения заменяющей схемы:

• Ползуны, кулисные камни, звенья другой конфигурации заменяем рычагами.

• Поступательные пары заменяются вращательными.

• Звенья которые соединяются с 3мя другими звеньями изображается в виде треугольника, с 4-мя в виде четырехугольника.

Рис 2.3 - Заменяющая схема рычажного механизма с указанием на структурные группы

Чтобы разделить механизм на структурные группы надо:

Рис 2.2 - Заменяющая схема рычажного механизма.

• отделить механизм первого класса.

• Оставшуюся часть делить на наиболее простые структурные группы.

  С

I(0,1)→II₂(2,3)→II₂(4,5)→II₂ Значит данный механизм второго класса и второго порядка

---

2. Кинематическая схема рычажного механизма

Кинематическая схема механизма строится в выбранном масштабе с точным соблюдением всех размеров и форм, при изменении которых изменяются положения, скорости и ускорения точек механизма. На кинематической схеме должно быть указано все, что необходимо для изучения движения.

---

3. 12 Повернутых на 900 планов скоростей

Сначала исследуется движение начальных звеньев, а затем выполняется кинематический анализ отдельных структурных групп в порядке их подсоединения к механизму I класса.

Масштабным коэффициентом называется отношение физической вели­чины к отрезку в миллиметрах, изображающему эту величину на чертеже.

Планом скоростей (ускорений) называется графическое изображение, представляющее собой плоский пучок, лучи которого изображают абсолютные скорости (ускорения) точек звеньев, а отрезки, соединяющие концы этих лучей - относительные скорости (ускорения) между точками звеньев.

План скоростей механизмов II класса строится в порядке, определяемом структурой механизма: определяют скорость точки входного звена (в большинстве случаев скорость конца кривошипа). Выбирают масштабный коэффициент скоростей; определят скорости точек диады, следующей за механизмом I класса, затем скорости точек других диад в порядке подсоединения структурных групп.

Каждая диада включает в себя три кинематические пары. Скорости внешних точек диады, либо известны, если они осуществляют подсоединение звена к стойке, либо могут быть определены предварительно, и поэтому могут быть выбраны за полюс при определении скорости внутренней точки диады. Для нее составляют два векторных уравнения, выражающих скорость внутренней точки через скорости внешних точек этой диады.

В полученных системах векторных уравнений скорости полюсов известны по модулю и направлению, поэтому подчеркиваются двумя линиями. Скорости относительного движения между точками по модулю неизвестны, но направление их можно определить, поэтому они подчеркиваются одной линией и внизу указывается направление соответствующее скорости.

Определяем скорость конца кривошипа (А) по формуле 1.5.2, допуская что щ₁=const, то скорость точки А для всех положений постоянна.

1.5.1

1.5.2

После определения скорости, выбираем масштабный коэффициент:

1.5.3

Скорость точки О₁ равна нулю т.к. эта точка принадлежит стойке (V_O1=0 м/с). Далее определяем скорость точки В внутренней для диады. Для этого составляем систему уравнений.

---

1.5.4

Аналогично составляем и вторую систему

По подобию находим значение скорости точки C, и откладываем ее на продолжении вектора скорости B. . Аналогично скорости точкиB составляем систему уравнений для точки D, учитывая, что скорость точки E равна нулю.

1.5.5

Все уравнения остаются неизменными, только меняются значения величин, к тому же скорости V_AB, V_DC находятся по построению.

1.6 Скорости точек звеньев и угловые скорости звеньев

Расчет скоростей для всех 12 положений одинаковый, поэтому приведем пример расчета для 3 положения механизма:

Табл.1.6.1 Скорости точек механизма.

	0,7’	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11
[pva]	161
VA	1.61
[pvb]	0	11.97	19.55	21.49	22.21	20.44	15.22	4.09	15.94	39.43	39.83	18.87
Vb	0	0,1197	0,1955	0,2149	0,2221	0,2044	0,1522	0,0409	0,1594	0,3943	0,3983	0,1887
[pvc]	0	22,46	36,65	40,29	41,64	38,325	28,53	7,67	29,89	73,93	74,68	35,37
Vc	0	0,2246	0,3665	0,4029	0,4164	0,3833	0,2853	0,0767	0,2989	0,7393	0,7468	0,3537
[pvd]	0	22,23	36,65	40,29	41,04	36,68	26,37	6,93	27,38	71,41	74,64	35,06
Vd	0	0,2223	0,3665	0,4029	0,4104	0,3668	0,2637	0,0693	0,2738	0,7141	0,7464	0,3506
[pva1a3]	0	129,33	77,17	17,27	48,61	106,73	148,52	163,76	131,03	31,08	89,32	154,66
Va1a3	0	1,2933	0,7717	0,1727	0,4861	1,0673	1,4862	1,6376	1,3106	0,3108	0,8932	1,5466
[pvab]	0	75,834	135,45	155,24	157,8	136,18	90,28	20,64	66,45	144,74	153,2	86,497
Vab	0	0,7583	1,3545	1,5524	1,578	1,3618	0,9028	0,2064	0,6645	1,4474	1,532	0,8649
[pvs3’]	0	47,67	77,08	84,76	88,17	81,25	60,41	16,26	62,08	156,55	158,23	74,81
Vs3’	0	0,4767	0,7708	0,8476	0,8817	0,8125	0,6041	0,1626	0,6208	1,5655	1,5823	0,7481
[pvs3”]	0	5,24	8,55	9,4	9,72	8,94	6,65	1,79	6,98	17,25	17,43	8,26
Vs3”	0	0.0524	0.0855	0.094	0.0972	0.0894	0.0665	0.0179	0,0698	0,1725	0,1743	0,0826
[pvs4]	0	22,22	36,58	40,04	41,25	37,23	27,034	7,15	28,12	72,27	74,73	35,04
Vs4	0	0,2222	0,3658	0,4004	0,4125	0,3723	0,2703	0,0715	0,2812	0,7227	0,7473	0,3504
ω3	0	2,9947	4,8867	5,372	5,552	5,11	3,804	1,0227	3,9853	9,8573	9,9573	4,716
ω4	0	0,1958	0,1854	0,2088	0,2338	0,3842	0,4071	0,1233	0,455	0,6492	0,0958	0,2921

---