1 Структурный анализ рычажного механизма

Структурный анализ необходим для выявления особенностей строения механизма, определения последовательности его кинематического и динамического анализа в курсовом проекте.

Рассмотрим механизм зубодолбёжного станка. Кинематическая схема представлена на рисунке 1.1.

Рисунок 1.1 – Схема плоского рычажного механизма

Подсчитав число звеньев и число кинематических пар механизма по формуле

П.А. Чебышева для плоского механизма, рассчитываем его степень подвижности.

W=3∙n-2∙p₅ –p₄ (1.1)

где: n- число всех подвижных звеньев механизма, n=5;

p₅ – число кинематических пар 5-го класса. p₅ =7;(вращательные пары – O(0,1); A(1,2); B(2,3); C(2,3); D(4,5), поступательные пары – E(4,5), E(5,0))

p₅ – число кинематических пар 4 класса. В данном случае они отсутствуют.

W=3∙n- 2∙p₅=3∙5-2∙7=1

Таким образом, для того чтобы все звенья механизма совершали однозначно определённые движения, необходимо задать движение одному звену – в данном случае кривошипу 1. Тогда угловая координата кривошипа φ₁ является обобщённой координатой механизма, производная φ₁ = ω₁ – угловой скоростью начального звена, а кривошип – начальным звеном.

Отсоединяем от исходного звена группу Ассура состоящую из 2 звеньев и наиболее удалённую от ведущего звена. В данном случае это будет группа Ассура состоящая из звеньев 4,5.

Рисунок 1.2 – Структурная группа 2-го класса 2-го порядка 4-го вида

Определяем степень подвижности группы по формуле Чебышева

W=3n-2p₅-p₄=3∙2-2∙3=0

Отсюда следует, что группа Ассура определена правильно. Она относиться ко второму классу, второму порядку и четвёртому виду.

Отсоединим ещё одну группу Ассура состоящую из звеньев 2,3.

Рисунок 2.3 – Структурная группа 2-го класса 2-го порядка 2-го вида

Определяем степень подвижности по формуле Чебышева.

W=3n-2p₅-p₄=3∙2-2∙3=0

Отсюда следует что мы, верно, определили группу Ассура. Выделенная группа Ассура относится ко второму классу и имеет второй порядок и второй вид.

Рисунок 1.4 - Нулевой механизм

Оставшийся механизм называется нулевым или начальным механизмом, во всех выше указанных отдельных структурных группах степень подвижности W=0. Простейшие цепи типа 2 - 3; 4 - 5 называют нормальными цепями или группами Ассура.

Формула строения механизма будет иметь вид:

I(О,1) →II (2,3) → II (4,5) (1.2)

Так как обе группы 2-ого класса, то механизм относится ко 2-ому классу. Таким образом, кинематический анализ будет начинаться с механизма I(0,1), а заканчиваться группой II(4,5). Силовой расчет выполняется в обратной последовательности II(4,5)→ II(2,3) → I(0,1).

2 Кинематический анализ механизма

Кинематическое исследование проектируемого привода предполагает определение закона движения ведомого звена при заданном законе движения ведущего звена — кривошипа (движение последнего принимаем равномерным ω₁ = const), а также определение скоростей и ускорений точек и звеньев механизма. Поэтому кинематический анализ сводится к определению соответствующих параметров движения проектируемого механизма и построению графиков его перемещений, скоростей и ускорений.