Структурный анализ механизма

Звенья механизма

0 – стойка;

1 – кривошип;(вращат.)

2 – шатун;

3 – балансир;(возвратно-вращательное)

4 – шатун;

5 – ползун.

Кинематические пары О1 (1;0) - В – р5; О3 (3;0) - В – р5; А (1;2) - В – р5; В (3;4) - В – р5; С (4;5) - В – р5; D (2; 3) - В – р5; E (5; 0) - П – р5.

Число степеней свободы Используем формулу Чебышева: , где - число степеней свободы; - число подвижных звеньев; , - число кинетических пар 4-го, 5-го класса.

Группа 4 – 5

II класс; 2 порядок (2 незанятых кинетических пары); 2 вид (ВВП) II₂₂

Степень подвижности механизма после отделения группы 4 – 5:

Группа 2 – 3

II класс; 3 порядок (3 незанятых кинетических пары); 1 вид (ВВВ) II₃₁

Структурная формула механизма

Механизм поперечно-строгального станка образован следующим образом: к механизму I класса присоединена структурная группа II₃₁, затем структурная группа II₂₂. Таким образом, структурная формула имеет вид:

I – II₃₁ – II₂₂

Построение планов положений механизма

Примем чертежный размер кривошипа .

Масштаб плана положений: .

Пересчитаем все заданные размеры в чертежные:

.

Истинные значения и чертежные размеры на плане положений. Таблица 2.

Параметр	Истинное значение, м	Значение на чертеже, мм
O1A	0,1	50
AB	0,28	140
BO3	0,23	115
ВС	0,07	35
CD	1,50	300
х	0,22	110
у=у1	0,05	25

Построение планов скоростей

Вычислим скорость точки А, принадлежащей кривошипу:

,

где - угловая скорость кривошипа;

- истинная длина кривошипа;

Примем чертежный размер .

Масштаб плана скоростей: .

Запишем уравнения, необходимые для построения:

Где в данных уравнениях:

- вектор скорости кривошипной точки А;

- вектор скорости перемещения точки В относительно точки А;

- вектор скорости точки В;

- вектор скорости точки О₃ ( , т.к. точка О₃ принадлежит стойке);

- вектор скорости перемещения точки В относительно точки О₃.

Решим графически данные уравнения.

Для нахождения точки с (на плане скоростей) воспользуемся свойством подобия и определим чертежную величину скорости точки В:

,

Запишем векторное уравнение для определения положения точки d (на плане скоростей):

,

где - вектор скорости точки D (конечного звена);

- вектор скорости точки C;

- вектор скорости перемещения точки С относительно точки D.

Также используя свойство подобия, найдем положение точки s₄:

.

Точкиs₂ откладываются на середине ab.

Истинные значения скоростей точек и мгновенных угловых скоростей звеньев приведем в таблице 3, также содержащую формулы расчета данных величин.

Расчетные формулы	1	3	5	7	9	11	4
,	0,7	0,7	0,7	0,7	0,7	0,7	0,7
,	0,1	0,4	0,8	0,5	0,8	0,9	0,6
,	0,8	0,7	0,4	0,5	0,8	0,2	0,6
,	0,8	0,8	0,4	0,3	1	0,3	0,5
,	1	1	0,5	0,4	1,3	0,4	0,7
,	1,1	1	0,33	0,2	0,82	0,4	0,5
,	0,6	0,1	0,2	0,2	0,3	0,2	0,3
,	1	1	0,4	0,3	1,3	0,4	0,6
,	0,35	1,42	2,85	1,78	2,85	3,21	2,14
,	3,47	3,47	1,73	1,3	4,34	1,3	2,17
,	0,4	0,06	0,13	0,13	1,3	0,86	1,3

Результаты вычисления скоростей. Таблица 3.