8 Проектирование сложного зубатого механизма.
Рисунок 3 – Схема сложного зубчатого механизма
Таблица2
|
i17 |
|
m, мм |
|
124 |
3 |
0,3 |
9 Проектирование кулачкового механизма
Дано:
Рисунок 4 – Кинематическая схема кулачкового механизма с роликом
10. Перечень графического материала:
Лист №1 формата А1 “Кинематический и динамический анализ плоского рычажного механизма”
Лист №2 формата А1 “Силовой анализ плоского рычажного механизма”
Лист №3 формата А1 “Механизмы с высшими кинематическими пара
2. Структурный анализ рычажного механизма
Цель анализа:
Изучить строение механизмов задачи.
Анализ состава структуры.
Строение механизмов задачи:
Для плоского рычажного механизма определим число степеней свободы (подвижность) и выполним структурный анализ.
Число степеней исследуемого механизма определим по формуле Чебышева:
где n – число подвижных звеньев в составе исследуемой кинематической цепи; p4 и p5 – соответственно число пар четвертого и пятого класса. Для определения величины коэффициента n проанализируем структурную схему плоского рычажного механизма (Рисунок 1):
Рисунок 5 – Структурная схема плоского рычажного механизма
Для наглядности расчетов, составим таблицу 3 звеньев, из которых состоит механизм.
Таблица 3 – Состав механизма:
|
Номер звена |
Схема звена |
Кинематическое состояние/вид движения |
Название звена |
|
0 |
|
Неподвижное |
стойка (направляющая) |
|
1 |
|
Подвижное/вращательное (>2π) |
кривошип |
|
2 |
|
Подвижное/сложное |
шатун |
|
3 |
|
Подвижное/вращательное (<2π) |
коромысло |
|
4 |
|
Подвижное/сложное |
шатун |
|
5 |
|
Подвижное/поступательное |
ползун |
Следовательно, n=5.
Для определения значений коэффициентов p4 и p5 найдем все кинематические пары, входящие в состав рассматриваемой кинематической цепи. Результаты исследования заносим в таблицу 4.
Таблица 4 – Кинематические пары механизма
|
Кинематическая пара (КП) |
Схема |
Класс/ подвижность |
Вид контакта/ замыкания |
|
0–1 |
|
В5/1 |
Поверхность (низшая)/ геометрическое |
Продолжение таблицы 4
|
1–2 |
|
В5/1 |
Поверхность (низшая)/ геометрическое |
|
2–3 |
|
В5/1 |
Поверхность (низшая)/ геометрическое |
|
3–4 |
|
В5/1 |
Поверхность (низшая)/ геометрическое |
|
3–0 |
|
В5/1 |
Поверхность (низшая)/ геометрическое |
Продолжение таблицы 4
|
4–5 |
|
В5/1 |
Поверхность (низшая)/ геометрическое |
|
5–0 |
|
П5/1 |
Поверхность (низшая)/ геометрическое |
Из анализа данных таблицы 4 следует, что исследуемый механизм кривошипно-рычажного пресса состоит из семи пар пятого класса и образует замкнутую кинематическую цепь. Следовательно, p5=7, а p4=0.
Подставив найденные значения коэффициентов n, p5 и p4 в формулу Чебышева, получим:
2) Анализ состава структуры.
Для выявления структурного состава разобьем механизм на структурные группы Асура, в порядке, обратном образованию механизма, начиная с выходного звена.
Структурная группа звеньев (4-5) изображена на рисунке 2 и состоит:
два подвижных звена: шатун (4) и ползун (5);
два поводка: коромысло (3) и направляющая (0);
три кинематические пары: 4-5 – вращательная пара 5 класса,
5-0 – поступательная пара 5 класса,
3-4 - вращательная пара 5 класса.
Тогда n=2, p5=3, а p4=0.
.
Следовательно, группа звеньев 4-5 является группой IIкласса (так как состоит из двух звеньев и трёх пар), второго вида (так как две пары вращательные и одна поступательная ВПВ) и второго порядка (два свободных поводка). Подвижность структурной группы равна нулю.
Рисунок 6 – Структурная группа звеньев 4-5
Рисунок 7 – Вторая структурная группа звеньев 2-3
Структурная группа звеньев (2-3) состоит:
два подвижных звена: шатун (2) и коромысло (3);
два поводка: шатун (4) и стойка (0);
три кинематические пары: 3-4 – вращательная пара 5 класса,
2-3 – вращательная пара 5 класса,
3-0 - вращательная пара 5 класса.
Тогда n=2, p5=3, а p4=0.
.
Следовательно, группа звеньев 2-3 является группой IIкласса (так как состоит из двух звеньев и трёх пар), первого вида (так как три пары вращательные ВВВ) и второго порядка (два свободных поводка). Подвижность структурной группы равна нулю.
Первичный механизм
Рисунок 8 – Первичный механизм
Первичный механизм (0-1) состоит:
одно подвижное звено: кривошип (1);
одна кинематическая пара: 1-0 - вращательная пара 5 класса.
Тогда n=1, p5=1, а p4=0.
.
Следовательно, группа звеньев 1-0 не является структурной, а представляет собой первичный механизм, подвижность которого равна 1.
Структурная формула механизма
Таким образом, исследуемый плоский кривошипно-ползунный механизм является механизмом IIкласса с подвижностью равной 1.