Кинематическое исследование

Введение

- ползун; 2 - стойка; 3 - шатун; 4 - кулиса; 5 - кривошип; 6 - шатун;

Рисунок 2 - Расчетная схема механизма поперечно-строгательного станка

Строгательные станки предназначены для обработки резцами плоскостей и фасонных линейчатых поверхностей. Поперечно-строгательные станки применяются при изготовлении мелких и средних по размерам деталей. Станки имеют рабочий ход, во время которого происходит резание, и обратный ход, когда инструмент возвращается в обратное положение.[1]

Структурное исследование

Определение количества и вида звеньев и кинематических пар

Исследуемый механизм содержит 6 звеньев, из них 1 звено - ползун, 2 звено - стойка, 3 звено - шатун, 4 звено - кулиса, 5 звено - кривошип, 6 звено - шатун.

Исследуемый механизм содержит семь кинематических пар, из них с первой по шестую вращательные кинематические пары с одной степенью свободы, седьмая поступательная кинематическая пара с одной степенью свободы.

Определение подвижности механизма

Подвижность механизма - количество независимых обобщенных координат однозначно определяющих положение точек и звеньев механизма на плоскости или в пространстве. Существуют общие закономерности в структуре механизмов связывающие подвижность механизма с числом и видом звеньев и кинематических пар. Эти закономерности называют структурными формулами механизма. Для плоских механизмов используется формула Чебышева:

где W - подвижность механизма;

 - количество подвижных звеньев в механизме;

 - количество одноподвижных кинематических пар;

 - количество двуподвижных кинематических пар.

Подвижность данного механизма равна 1.

Структурная классификация механизма по Ассуру

Для решения задач анализа и синтеза сложных механизмов профессором Ассуром была предложена структурная классификация. Согласно этой классификации механизмы не имеющие избыточных связей и местных подвижностей состоят из первичных механизмов и структурных групп Ассура.[2]

Исследуемый механизм состоит из первичного механизма и двух групп Ассура (рисунок 3).

Кинематическое исследование

Для кинематического исследования механизма воспользуемся методом планов. План положений - это графическое изображение механизма в масштабе в каком-то положении.

2.1 Построение плана положений

Возьмем центр в точке О. Проведем окружность радиусом ОА. Эта окружность является траекторией движения точки A. Точка В отстает по вертикали от точки О на l_ОВ. Точка C будет двигаться по окружности радиусом BC, проводим дугу с центром в точке B.

Точка D движется прямолинейно, проводим траекторию движения точки D, на расстоянии от О равное h.

Окружность радиусом OA разбиваем на двенадцать участков через 30°. Получаем двенадцать точек: A₁, A₂, A₃, …, A₁₂.

Определим местонахождение точек механизма в первом положении кривошипа 5:

- соединяем точку O с точкой A₁, получили положение звена пять и звена 6, центр масс которого находится в точке A₁;

-  звенья механизма жесткие и нерастяжимые. Берем линейку и проводим линию из точки B через точку A₁ до пересечения с дугой BC. Точку пересечения обозначим C. Получаем положение звена четыре;

-  берем раствор циркуля равный длине звена три. Одну ножку циркуля ставим в точку C и проводим дугу до пересечения с траекторией точки D. Точку пересечения обозначим D. Соединяем точку C с точкой D. Получаем положение звена три, а так же выходного звена механизма.

Аналогично построим положение звеньев механизма при повороте кривошипа на угол 30°, 60°, …,330°.

Для того чтобы построить график зависимости выходного звена от угла поворота кривошипа составим таблицу.

Таблица 2 - Зависимость перемещения выходного звена от положения кривошипа