Сдам Сам

ПОЛЕЗНОЕ


КАТЕГОРИИ







КИНЕМАТИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ РЫЧАЖНОГО МЕХАНИЗМА





 

Задача кинематического исследования механизма состоит в определении:

- положений звеньев механизма в различные моменты времени;

- траекторий некоторых точек звеньев;

- величины и направления линейных скоростей и ускорений точек, угловых скоростей и ускорений звеньев.

Определение перечисленных кинематических характеристик производится в пределах одного периода установившегося движения механизма для нескольких положений.

Указанные выше задачи могут быть решены следующими методами:

1) графо-аналитическими (метод планов механизма, планов скоростей и ускорений; метод кинематических диаграмм),

2) аналитическими.

Преимуществами первого метода является наглядность и простота расчётов, а недостатком – сравнительно высокая относительная погрешность (порядка 5-10%) результатов. Точность этого метода можно повысить, используя для построений графические редакторы (AutoCAD, Компас и пр.).

Второй метод очень трудоёмкий, но этим методом можно получить более точные результаты (с относительной погрешностью менее 1%). Раньше аналитические методы использовались очень редко в связи с их сложностью и трудоёмкостью, но с развитием ЭВМ на основе этих методов разрабатывают программные комплексы (например, APM WinMashine), позволяющие значительно сократить время расчётов при высокой точности вычислений.

Кинематический анализ механизма обычно производят в предположении, что ведущее звено вращается с постоянной угловой скоростью, несмотря на то, что в действительности угловая скорость вращения кривошипа не является величиной постоянной. Такое допущение упрощает расчёты и не даёт погрешности результатов расчёта выше допустимых.

 

Порядок выполнения кинематического анализа

Рычажного механизма

 

1) Вычертить кинематическую схему механизма для 12 положений ведущего звена, причем за начальное (нулевое) принять такое его положение, при котором выходное звено находится в начале рабочего хода выходного звена (звена, с которым связан инструмент).

2) Построить траектории движения заданной точки К и центров тяжести звеньев. Положение точки К на одном из звеньев механизма задается на практических занятиях преподавателем.

3) Построить диаграмму перемещений ползуна (центр шарнира) рабочего звена за цикл движения механизма. Методом графического дифференцирования построить кинематические диаграммы скоростей и ускорений этой точки и определить масштабы диаграмм. ([4], стр.107-112).

4) Построить планы скоростей для 12 положений механизма. Определить абсолютные скорости шарниров звеньев, центров масс звеньев и заданной точки К. Определить относительные скорости шарниров звеньев и рассчитать угловые скорости звеньев. Полученные значения скоростей точек и угловых скоростей звеньев занести в таблицу.

5) Построить годограф скоростей заданной точки К.

6) Сравнить скорости рабочего ползуна, полученные методом построения планов и методом кинематических диаграмм.Для этого, с помощью масштабов находим значения скорости шарнира рабочего звена на планах и диаграмме, заносим в таблицу и сравниваем их. Максимальная относительная погрешность при сравнении (для инженерных расчётов) не должна превышать 5 %.

7) Построить планы ускорений для двух положений механизма при рабочем и холостом ходе рабочего звена (номера положений указываются преподавателем). Определить абсолютные ускорения шарниров звеньев и центров масс звеньев. Определить относительные (нормальные и тангенциальные) ускорения шарниров звеньев и рассчитать угловые ускорения звеньев. Полученные значения занести в таблицу.

8) Сравнить ускорения шарнира рабочего ползуна, полученные методом планов и методом диаграмм. Сравнение проводится аналогично сравнению скоростей.

9) Расчеты и определение численных значений всех скоростей и ускорений для одного положения механизма подробно описать в пояснительной записке (ПЗ), а результаты расчетов для остальных положений механизма свести в соответствующие таблицы.

 

4.2 Построение плана механизма

В теории механизмов и машин, как и в прикладной механике, действительные размеры звеньев механизма принято выражать в миллиметрах (мм), а их масштабные значения на чертежах – в миллиметрах чертежа (мм·ч). По исходным данным вычерчиваем схему механизма в таком масштабе, чтобы она занимала примерно четвёртую часть листа формата А1.

Масштабный коэффициент μl, (м/мм·ч) показывает, сколько миллиметров действительной длины содержится в одном миллиметре чертежа.

В качестве примера проведем исследование механизма, представленного на рис. 6, у которого ведущее звено 1 (кривошип О1А) вращается с частотой n1 против часовой стрелки и заданы размеры звеньев механизма.

Действительная длина ведущего звена – (мм). На чертеже изобразим ведущее звено отрезком О1А (мм.ч). Тогда масштабный коэффициент будет равен:

. (2)

Размеры на чертеже для остальных звеньев определяются в соответствии с выбранным масштабом, например:

.

Рассмотрим построение кинематической схемы механизма методом засечек в произвольном положении кривошипа. Нанесём на чертеже положение неподвижных осей шарниров О1 и O2 на расстоянии по горизонтали и расстоянии по вертикали, а также положение направляющей ползуна х-х на расстоянии по вертикали от точки О1 (рис.9).

 

Рис. 9. Схема построения механизма

 

Из точки О1 проведем окружность радиусом, равным длине звена O1A в выбранном масштабе. В произвольной точке дуги нанесём положение шарнира А. Из точки O2 проведём дугу радиусом, равным длине звена O2B в выбранном масштабе. Эта дуга представляет собой геометрическое место точек шарнира В. Из точки А проводим дугу радиусом АВ. На пересечении двух дуг получаем точку В. Соединяем точки В и О2. Точка C находится на пересечении дуги радиусом O2С, и продолжения звена O2B. Таким образом, были построены ведущее звено и первая группа Ассура.

Зная положение точки C, приступаем к построению второй группы Ассура. Т.к. ползун перемещается вдоль прямой х-х, то из точки C проведем дугу радиусом, равным длине звена CD в выбранном масштабе до пересечения с этой прямой. Ставим засечку и получаем точку D.

Для проведения кинематического анализа необходимо вычертить кинематическую схему механизма для 12 (24, 36 и т.д.) положений ведущего звена. За начальное (нулевое) принимается такое положение механизма, при котором рабочий инструмент, связанный с ползуном D, находится в начале рабочего хода. Для того, чтобы определить начальное положение механизма, необходимо выяснить, в каких положениях рабочий инструмент совершает полезную работу. Начальное положение будет находиться в крайнем правом или в крайнем левом положении ползуна в зависимости от рабочего хода. Ползун D занимает крайнее положение в том случае, если кривошип О1А и шатун АВ либо вытянутся в одну линию (на рис. 10 шарнир А в этом положении обозначен А ¢), либо накладываются один на другой (А ¢¢).

Для определения крайнего правого положения точки D нужно из точки О1 сделать засечку радиусом (О1А + АВ) на дуге движения точки В (получаем точку В ¢). Производя засечку из точки О1 радиусом (АВ-О1А), определим точку В¢¢, соответствующую крайнему левому положению точки D. Все остальные построения производим аналогично описанным выше. Построение крайних положений ползуна (точка D) представлено на рис. 10.

 

Рис. 10. Схема построения крайних положений механизма

 

Пусть в нашем случае начало рабочего хода ползуна находится в его крайнем правом положении. Точка А кривошипа описывает окружность относительно оси О1. Разделим эту окружность, начиная с точки А¢, на 12 равных частей (каждое положение через 30º) (рис.11) и вычертим 12 положений кинематической схемы механизма ([2], стр.92-94). Пронумеруем положения от 0 до 12 по ходу вращения кривошипа (положения 0 и 12 совпадают).

 

Рис. 11. Схема механизма в 12 положениях

 

Далее необходимо построить траектории движения центров тяжести звеньев. Принимаем, что центр тяжести стержневых звеньев находится посередине звена (если его положение не задано в задании), а центр тяжести ползуна совпадает с кинематической парой 5-0. Траектория движения центра тяжести звена строится путем последовательного соединения плавной линией точек центров тяжести звена в двенадцати положениях механизма для каждого из подвижных звеньев (см. рис. 11). Обычно центр тяжести кривошипа О1А находится в точке О1.

Кинематическое исследование механизма будем вести от ведущего звена для каждой группы Ассура в порядке их присоединения.







Что делает отдел по эксплуатации и сопровождению ИС? Отвечает за сохранность данных (расписания копирования, копирование и пр.)...

ЧТО И КАК ПИСАЛИ О МОДЕ В ЖУРНАЛАХ НАЧАЛА XX ВЕКА Первый номер журнала «Аполлон» за 1909 г. начинался, по сути, с программного заявления редакции журнала...

Живите по правилу: МАЛО ЛИ ЧТО НА СВЕТЕ СУЩЕСТВУЕТ? Я неслучайно подчеркиваю, что место в голове ограничено, а информации вокруг много, и что ваше право...

Конфликты в семейной жизни. Как это изменить? Редкий брак и взаимоотношения существуют без конфликтов и напряженности. Через это проходят все...





Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском гугл на сайте:


©2015- 2024 zdamsam.ru Размещенные материалы защищены законодательством РФ.