Структурная формула механизма

По классификации И.И.Артоболевского он должен быть отнесён к механизму II класса

На основании таблиц 1 и 2 структурная формула механизма выглядит так:

I (0 – 1) → II (2 – 3) → II (4 – 5)

1.2 Синтез механизма

Одна из задач проектирования механизмов состоит в таком подборе размеров звеньев (точнее — расстояний между осями шарниров), при котором за все время работы механизма удовлетворялись бы некоторые наперед поставленные требования, а именно: чтобы определенные точки звеньев перемещались по заданным траекториям или по определенному закону.

По заданной конструктивной схеме механизма составляем расчетную схему (рис.1).

Исходные данные:

Расстояние между стойками О₁О₂=0,095 м;

Ход поршня H=0,16м;

Коэффициент изменения скорости хода K=1,2.

Угол качения кулисы (Ѳ) определяем по заданному значению (К) согласно формуле:

Графическое решение приведено на рис. 1

- определяем отрезок В₁В₁₂=Н

- из точки В₁ проводим перпендикуляр к В₁В₁₂

- из точки В₁₂ проводим прямую под углом 90⁰- Ѳ до пересечения её с перпендикуляром в точке N

- из середины О прямой В₁N проводим окружность радиусом ОN, являющейся геометрическим местом центром вращения кривошипа для заданного К.

- параллельно отрезку В₁В₁₂ проводим межосевое расстояние «а» от точки О₂, точка пересечения линии межосевого расстояния с окружностью будет центром вращения кривошипа О₁.

- определяем АВ=(О₁В₁+О₁В₁₂)/2 расстояния О₁В₁ и О₁В₁₂ снять с чертежа

О₁А=( О₁В₁- О₁В₁₂)/2

О₁А=0,074 м; АВ=0,221 м

Механизм строим в масштабе μ_l=0,001м/мм

Рис. 1

1.3 Кинематический анализ механизма

1.3.1 Графический метод (описание построения пс и пу) Построение плана скоростей

Механизм на чертеже изображаем в 12 положениях – через каждые 30⁰, начиная с нулевого положения (за нулевое положение принимаем то, при котором кривошип О₁А составляет угол 180º с шатуном АВ).

Для примера построения плана скоростей данного механизма рассмотрим построение для 1 положения.

n _О1А=n_дв/ U_1-в=1500/15=100 об/мин.

Планы скоростей строим в масштабе μ_v= μ_l * ω = 0,0104 (м/с)/мм.

Из произвольно выбранной точки p, принятой за полюс плана скоростей откладываем отрезок ра₁, изображающий скорость точки А кривошипа

V_A = V_AO1 = ω*O₁A;

pa = μ_v *О₁А_; pa _┴ О₁А

(рад/сек)

V_A1 = ω*O₁A = 10,47*0,074 = 0,77 м/с

Скорость точки В определяем:

; ;

Скорость точки С

из соотношения находим расстояние Рс.

Скорость точки S центра звена СД:

; V_{s ┴} Y

План ускорений

План ускорений строится для 5 положений механизма в масштабе двух кривошипов (К₂ = 1).

Масштаб плана ускорений:

Для примера рассматривается план ускорений для второго положения кривошипа О₁А₁.

Из точки ₁ принятой за полюс, откладывается в направлении  А₁О₁ нормальное ускорение т.А, т.к. кривошип О₁А₁ вращается с постоянной угловой скоростью и он имеет нормальное и касательное ускорение.

, .

Ускорение точки В определяется:

т.е. ,

где: ,,

Из конца вектора ₁а откладывается вектор n_ВА параллельно АВ и направленный от В к А. Из конца вектора n_ВА проводится прямая перпендикулярная этому вектору т.е. получатся вектор _ВА.

Из полюса ₁ проводится вектор n_ВО2 параллельно ВО₂ и прямая перпендикулярная этому вектору т.е. получатся вектор _ВО2, а пересечение векторов _ВА и _ВО2 получается ускорение точки В.

Ускорение точки С определяется на основании отношения:

; (мм).

Ускорение точки Д определяется графически: ,

где: а_Д – ускорение точки Д;

аⁿ_СД – нормальное ускорение, стремится к нулю;

а^_СД – касательное ускорение.

Из полюса π проводится линия πс в продолжении вектору πв в направлении движения звена ОС. Из конца вектора πс проводится прямая перпендикулярная звену СД, а из полюса π проводится линия параллельная звену СД пересечение векторов нормального и касательного ускорений является ускорение точки Д.