Структурный анализ плоскогорычажного механизма

Содержание

Введение

Грузоподъёмные (краны, лебёдки) и транспортирующие (ленточные, пластинчатые и цепные конвейеры) машины как средства механизации технологических процессов широко применяются в различных отраслях промышленности (машиностроение, добывающая и перерабатывающая, сфера бытового обслуживания и др.). Эти машины имеют приводные устройства, предназначенные для обеспечения движения рабочего элемента машины (барабана, звёздочки) под нагрузкой.

Приводные устройства, как правило, включают электродвигатель, редукторы различных типов (цилиндрических, конических, червячных), передачу с гибкой связью (ремённую, цепную), муфты различных типов.

Передачи, входящие в состав привода, согласуют силовые и скоростные параметры двигателя в соответствии с аналогичными параметрами рабочего элемента машины.

I часть

Структурный, кинематический и силовой анализ механизма

Исходные данные:

– Задание 0 Вариант 2

– ω₁=17 с^-1 – угловая скорость кривошипа,

– длины звеньев l₁=0,12м, l₂ =0,3м,l₄ =0,35м,

– массы звеньев m₂ = 2,2 кг, m₃ = 0,6 кг,m₄ = 2,5 кг,m₅ = 0,5 кг,

– внешние силы F₃ = 700 Н, F₅ = 400 Н.

Структурный анализ плоскогорычажного механизма

Структурный анализ механизмов проводится с целью определения числа степеней свободы и класса механизма. Класс механизма определяется по классификации Асура-Артоболевского.Для структурного анализа используют структурно-кинематическую схему механизма – изображение механизма с помощью условных обозначений, выполненное в масштабе.

На рисунке 1.1 изображена кинематическая схема плоского рычажного механизма. В ее состав входят звенья (0, 1, 2, 3, 4, 5), образующие кинематические пары (1-0, 1-2, 2-3, 3-0, 2-4, 4-5, 5-0). Название звеньев: 1 – кривошип, 2 – шатун, 3 – ползун (поршень), 4 – шатун, 5 – ползун (поршень), 0 – стойка.

Рисунок 1.1

Кинематическую схему механизма вычерчивают в масштабе на листе формата А2, используя масштабный коэффициент длины звеньев. Под масштабным коэффициентом понимают число, показывающее сколько единиц некоторой величины, изображает 1 мм чертежа.

Пусть (ОА)=60 мм. Таким образом, масштабный коэффициент длины звеньев можно записать

Вычисляем длины отрезков, изображающих другие звенья на кинематической схеме механизма:

Механизм предназначен для преобразования вращательного движения ведущего звена 1 в возвратно-поступательные, прямолинейные движения звеньев 3 и 5 (поршни, ползуны).

Общее число звеньев К=6, подвижных n=5.

Данные о кинематических парах сводим в таблицу 1.

Таблица 1 – Данные о кинематических парах

Число степеней свободы плоского механизма вычисляют по формуле Чебышева:

.

Так как , то движение механизма определяется заданием одного параметра, например, угла поворота звена 1.

На схеме механизма выделяем структурные группы Ассура и определяем их классы и класс механизма.

Начальный механизм I-го класса

2-я группа, 2-3 (IIкласс)

1-я группа, 4-5 (IIкласс)

Класс структурной группы определяется по количеству кинематических пар, которые могут быть образованы высшим замкнутым контуром, входящим в структурную группу. Для Iи IIгрупп высшим замкнутым контуром является звено (например, для Iгруппы 4 или 5). Каждое из этих звеньев может образовать только 2 кинематических пары.

Класс механизма определяется по классу высшей структурной группы. Т.е. рассмотренный механизм можно отнести ко второму классу.

Структурная формула механизма:

I(0-1) II(4-5)+II(2-3)