Построение кинематической схемы и планов положений механизмов
Кинематические схемы механизмов необходимы для исследования движения звеньев. Используя кинематические схемы механизмов, строят планы скоростей и планы ускорений точек звеньев, выводят аналитические выражения для вычисления линейных или угловых перемещений звеньев, строят кинематические диаграммы и траектории движения точек звеньев. Кинематические схемы используются при силовом расчете механизмов, при исследовании механизмов на точность их работы.
Кинематическая схема (план) механизма строится для конкретного положения входного звена.
На
кинематической схеме все необходимые
размеры звеньев механизма откладывают
в некотором выбранном масштабе длин
(м/мм), который означает, что один миллиметр
длины звена на схеме соответствует
метрам натуры.
Например,
масштаб
=
0,001 м/мм означает, что один миллиметр
длины звена на кинематической схеме
механизма соответствует 0,001 м натуры,
или одному миллиметру натуры. То есть
этот масштаб соответствует стандартному
чертежному масштабу М 1: 1.
Построим кинематическую схему шестизвенного плоского кулисного механизма, который изображен на рис.1.5, а.
Работу выполняем в следующем порядке:
1. Измеряем постоянные истинные длины звеньев, необходимые для построения кинематической схемы механизма:
2. Принимаем на схеме АЕ=25мм. Тогда масштаб кинематической схемы механизма будет
=
Длины других звеньев в этом масштабе:
3. Начинаем построение кинематической схемы механизма. Вначале на вертикали откладываем принятое расстояние АЕ между элементами стойки 0 (рис. 1.5, б).
4. Выбираем произвольно положение ведущего звена АВ и изображаем его в масштабе.
5. Через точку В и Е проводим прямую линию звена ЕС, изображаем ползун 2. Откладывая расстояние ЕD, получаем положение шарнира D. Положение точки F находим, используя метод засечек: через точку E проводим горизонталь, затем, устанавливая ножку циркуля в точку D, проводим дугу радиусом DF до пересечения ее с этой горизонталью. На схеме обозначаем номера всех звеньев и все кинематические пары буквами.
6. Устанавливаем названия всех звеньев механизма: 0 - стойка, 1- кривошип, 2 - ползун, 3 - кулиса, 4 - шатун, 5 - ползун.
Планы положений механизма – это обычно 12 совмещенных кинематических схем механизма, построенных для 12 равноотстоящих положений входного звена.
Планы положений механизма необходимы для исследования кинематических и силовых параметров, изменяющихся за время цикла, соответствующего обычно полному обороту входного звена (кривошипа).
Рис. 1.5. Шестизвенный плоский кулисный механизм:
а) демонстрационная модель механизма;
б) кинематическая схема механизма
За нулевое (начальное) положение механизма принимают то положение, которое соответствует крайнему положению выходного звена. Начинают построение планов положений механизма с построения нулевого положения механизма.
Входным звеном механизма обычно является кривошип. Угол поворота кривошипа в нулевом положении механизма принимают равным нулю. Угол поворота кривошипа (360 градусов), соответствующий полному его обороту, делят на 12 равных частей, начиная от нулевого положения кривошипа. Затем в обычном порядке для каждого положения входного звена строят кинематическую схему (план) механизма.