Графический метод кинематического анализа

Структурное и кинематическое исследование плоско-рычажного механизма

 

Структурный анализ механизма

 

Наименование звеньев и их количество

Дана структурная схема механизма. Механизм предназначен для преобразования вращательного движения кривошипа 1 в возвратно-поступательное движение ползуна 5.

Для данного кривошипно-ползунного механизма (изображенного на 1 листе графического задания), наименование звеньев и их количество приведено в таблице 1.

 

Таблица 1

Наименование звена	Буквенное обозначение звена	Действительный размер, (мм)	Чертежный размер, (мм)
1. Кривошип	О1А	200	40
2. Кулиса	АС	1000	200
3. Ползун	В	-	-
4. Шатун	СD	500	100
5. Ползун	D	-	-
6. Неподвижная стойка	О1О2О3	Х1=400 X2=600	80 120

 

Всего звеньев 6 из них подвижных n=5

 

Кинематические пары и их классификации

Для данного кривошипно-ползунного механизма кинематические пары и их классификации приведены в таблице 2.

 

Таблица 2

Обозначение КП	Звенья составляющие КП	Вид движения	Подвижные КП (класс)	Высшая или низшая
О1	0–1	вращательное	P1(V)	низшая
А	1–2	вращательное	P1(V)	низшая
B3	2–3	поступательное	P1(V)	низшая
О2	0–3	вращательное	P1(V)	низшая
C4	2–4	вращательное	P1(V)	низшая
С5	4–5	вращательное	P1(V)	низшая
S5	0–5	поступательное	P1(V)	низшая

 

Всего звеньев 6 из них подвижных n=5

 

Степень подвижности механизма

Число степеней свободы (степень подвижности) кривошипно-ползунного механизма определяется по формуле П.Л. Чебышева:

 

 

где n – число подвижных звеньев механизма;

P₁ – число одноподвижных кинематических пар.

Т.к. W=1 механизм имеет одно ведущее звено и это звено №1.

 

Разложение механизма на структурные группы (группы Ассура)

Проведенное разложение кривошипно-ползунного механизма на структурные группы (группы Ассура) приведено в таблице 3.

 

Таблица 3

Группа	Эскиз группы	Звенья составляющие группу	КП в группе		Степень подвижности	Класс, порядок, модификация группы
			внутренние	внешние
Ведущая группа	О1 А	1–0	О1	А	W=1	1 кл. 1 вид.
Группа Ассура	О2 А B	2–3	B3(2–3)	А (2–1) О2(0–3)	W=1	II кл., 2 пор., 3 модиф.
Группа Ассура	О3 D   С	4–5	D4(4–5)	C (2–4) D5(0–5)	W=1	II кл., 2 пор., 2 модиф.

 

Структурная формула механизма (порядок сборки)

К механизму 1 класса, 1 вида состоящего из звеньев 0 и 1 присоединена группа Ассура II класса, 2 порядка, 3 модификации состоящая из звеньев 2 и 3. К этой группе присоединена группа Ассура II класса, 2 порядка, 2 модификации состоящая из звеньев 4 и 5.

Кинематический анализ механизма

 

Цель: определение положения звеньев и траектории движения их точек, определение скоростей и ускорений точек звеньев, а также определение угловых скоростей и угловых ускорений звеньев по заданному закону движения ведущего звена.

 

Графический метод кинематического анализа

Заключается в построении графиков перемещении, скорости и ускорения последнего звена механизма в функции от времени (построение кинематических диаграмм) и определение их истинных значений.

1.2.1.1 Построение планов положения механизма

Кинематический анализ начинаем с построения плана положения механизма. Для этого должны быть известны:

1) размеры звеньев механизма, м;

2) величина и направление угловой скорости ведущего звена .

Размеры звеньев механизма равны:

Выбираем масштабный коэффициент длины:

Нулевым положением является крайнее нижнее положение ползуна 5 – начало преодоления силы F п.с.

Построенный план положения механизма представлен на листе №1 графической части курсового проекта.

Длина отрезков, изображающих звенья механизма на чертеже, будут равны: