1. Проектирование механизма и определение закона его движения.

1.1. Проектирование механизма.

В задании проекта объект проектирования (машинный агрегат или прибор) разбит на основные узлы, и для каждого из них рекомендована структурная схема механизма, наиболее удовлетворяющая исходным условиям. В число этих механизмов входят рычажный и кулачковый, зубчатая передача и планетарный зубчатый механизм. Исследование рычажного механизма включает четыре последовательных этапа, которым соответствуют четыре подраздела проекта:

1. Проектирование кинематической схемы.

2. Кинематический анализ.

3. Определение закона движения механизма под действием заданных сил.

4. Кинетостатический анализ.

Проектирование кинематической схемы механизма.

Совокупность исходных данных для синтеза механизма заключает в себе заданная схема механизма и условия синтеза.

Допущение 1. Независимо от особенностей конструктивного выполнения все шарнирные соединения считаются вращательными кинематическими парами, а все соединения, допускающие прямолинейное относительное движение звеньев – поступательными парами, поэтому все пары рычажного механизма считаются одноподвижными парами (пятого класса).

Допущение 2. Звенья механизма представляют собой абсолютно твердые тела.

Допущение 3. Зазоры в кинематических парах отсутствуют.

Целью кинематического синтеза рычажного механизма является определение постоянных параметров его кинематической схемы исходя из условий задачи.

Кинематический анализ механизма.

Исходными данными являются схема механизма и размеры звеньев, включая размеры, определяющие положение центров масс звеньев.

Основные задачи подраздела:

1. Анализ положений звеньев и траекторий шарнирных точек и центров масс звеньев поводится графическим методом.

2. Аналитическое определение кинематических функций:

• Функции положения, кинематических передаточных функций скорости и ускорения (аналога скорости и аналога ускорения) центров масс каждого звена.

• Функции углового положения, аналогов угловой скорости и углового ускорения звеньев.

• Численное исследование кинематических передаточных функций (аналогов) скоростей и ускорений методом планов.

• Определение крайних положений механизма и хода выходного звена (для цикловых механизмов).

Определение закона движения механизма под действием заданных сил.

Исходные данные включают данные предыдущего раздела, кинетические параметры механизма (значения масс и моментов инерции звеньев), силу (или момент) полезного сопротивления и движущую силу, заданные графически или в ином виде, а также требуемое значение средней угловой скорости главного вала и коэффициент неравномерности хода для машин циклового действия.

Допущение 4. Трением в кинематических парах и вредным сопротивлением среды можно пренебречь.

Допущение 5. Полезное сопротивление зависит лишь от положения механизма или постоянно.

Допущение 6. Для нулевой интерации момент, развиваемый двигателем, считается постоянным в течение всего периода установившегося движения.

Допущение 7. Массой и инертностью кулисных камней можно пренебречь.

1.1.1. Определение размеров механизма.

Длина кривошипа: м;

По заданному соотношению

находим длину шатуна: м;

ход поршня:

По заданному соотношению:

1.1.2. Построение схемы механизма.

На схеме назначаем отрезок мм.

Масштаб: m_l = 1000 мм/м

Отрезокмм.

Отрезок AS₂ =l_AS*μ_l=0.044*400=44 мм

Угол поворота звена 1 разбиваем на 12 равных интервалов по 30^о.

1.2. Построение индикаторной диаграммы и силы

1.2.1. Построение индикаторной диаграммы.

Индикаторная диаграмма строится по заданной таблице значений давления в цилиндре на поршень. Отрезок хода поршня на листе делим на 10 интервалов. В каждой точке деления строим ординату диаграммы, задавшись предварительно максимальной ординатой, равной 30мм при для первой камеры и 80мм для второй.

1)Для первой камеры

Построим ординату при , давление воздуха равно 0,2P_max;

Масштаб индикаторной диаграммы: .

2)Для второй камеры

Построим ординату при , давление воздуха равно 0,28P_max;

Масштаб индикаторной диаграммы: .