Задачи и исходные данные первого

Листа курсового проекта

 

В задачи выполнения 1-го листа курсового проекта входит структурный и кинематический анализ рычажного механизма, для чего необходимо решить следующие подзадачи:

1) определить степень подвижности механизма; 2) разложить механизм на структурные группы; 3) написать формулу строения механизма; 4) определить класс механизма; 5) определить графо-аналитически недостающие размеры звеньев; 6) вычертить тонкими линиями 12 положений ведомого звена; 7) построить график перемещений ведомого звена; 8) построить 12 планов скоростей; 9) построить график скорости выходного звена; 10) построить график ускорений ведомого звена; 11) построить график изменения силы или момента сопротивления; 12) построить график мощности силы или момента сопротивления; 13) построить два плана ускорений; 14) сравнить в процентах ускорение выходного звена, найденное по плану ускорений и по графику ускорений.

Рассмотрим решение этих задач на примере механизма рычажного пресса для изготовления изделий из порошковых материалов. Исходными данными для выполнения первого листа курсового проекта являются: схема механизма рис. 8а; ход ползуна S_F; размеры L₁, L₂, L₃; частота вращения кривошипа n₁=const; максимальное значение силы сопротивления Р_5max и график нагрузки прессования рис. 8б.

а) б)

 

Рис. 8. Кинематическая схема пресса а) и

график нагрузки прессования б).

Структурный анализ механизма.

 

По формуле Чебышева (1.1) найдем степень подвижности механизма рис. 8а, где жирной линией выделено одно положение механизма, т.е. его схема. Число подвижных звеньев n=5: кривошип АВ, шатун ВС, коромысло СD, шатун EF и ползун F (в таком же порядке будем нумеровать звенья). Число кинематических пар пятого класса Р₅=7 (Р₁=7): 6 вращательных кинематических пар A,B,C,D,E,F и одна поступательная пара, т.е. в точке F две кинематические пары – вращательная и поступательная. Кинематических пар четвертого класса нет Р₄=0 (Р₂=0). Таким образом, получаем

 

,

т.е. кинематическая цепь имеет одну степень подвижности и может иметь одно ведущее звено – в данном случае выбрано звено 1 – кривошип.

Теперь разложим механизм на структурные группы. Здесь две структурные группы второго класса: звенья 4-5 и три кинематические пары – поступательная и вращательная F и вращательная Е; звенья 2-3 и три вращательные кинематические пары B,C,D. Таким образом, в соответствии с правилом Ассура (стр.), механизм образован путем последовательного присоединения к механизму I-го класса – звено 1, вращательная пара А и стойка – двух структурных групп второго класса. Поэтому, формула строения механизма имеет вид

I₁← II_2,3← II_4,5 и, следовательно, механизм относится ко второму классу.

 

Построение схемы механизма и

Его двенадцати положений.

На листе ватмана формата А1 для схемы механизма отводят примерно 1/8 часть листа (рис. 9) и выбирают масштаб длин μ_l как отношение истинного наибольшего размера, например L₁, к тому отрезку на чертеже, который будет соответствовать этому размеру. Этот масштаб может отличаться от стандартного масштаба, принятого в черчении. Далее полагаем, что все размеры откладываются в масштабе μ_l (рис. 9.).

Выбираем на листе ватмана положение точки А – центра кривошипа АВ и от него на расстояниях L₁ и L₂ проводим вертикальную и горизонтальную линии, получая на их пересечении точку D – опору коромысла CD. Проводим горизонталь через точку D и из этой точки влево проводим две дуги размером l_CD и l_DE – траектории точек С и Е соответственно. От этой горизонтали вверх и вниз на расстоянии половины хода ползуна на дуге – траектории точки Е делаем засечки, получая крайние положения точки Е. Через эти точки из центра D до дуги точки С проводим два луча, получая на пересечении с дугой крайние положения точки С. Теперь, соединяя точки С^´ и С´´ с точкой А, можем вычислить размеры кривошипа АВ и шатуна ВС:

 

;

 

l_AB= ; l_BC= .

Здесь использовано свойство, что в крайних положениях рычажного механизма оси кривошипа и шатуна располагаются на одной прямой. Проведя окружность размером АВ получим траекторию точки В, а положения кривошипа АВ^' и АВ^'' соответствуют крайним положениям ползуна – точки F.

В работе механизма различают рабочий ход – прессование при движении ползуна вниз и холостой ход – возврат ползуна в исходное положение при движении ползуна вверх. Выбираем направление движения кривошипа АВ по часовой стрелке и тогда время рабочего хода будет соответствовать соответствующего углу поворота кривошипа от точки В^' к точке В^'', холостой ход будет соответствовать углу поворота кривошипа от точки В^'' к точке В^'.

Исследуя реальный механизм, рассматривают определенное число его положений. В учебном курсовом проекте строят 12 положений механизма. Для этого разбиваем траекторию точки В на 12 равных частей, начиная с начала рабочего хода, т.е. с точки В^', принимая ее за нулевое положение, и для каждого 1,2,3,…11 положений кривошипа строим положения звеньев механизма методом засечек. При этом второе крайнее положение механизма может не совпадать ни с одной из точек деления, ну и пусть. Покажем, например, построение положений звеньев для третьего положения кривошипа. Т.е. положение кривошипа известно – оно задано или выбрано. Требуется найти положения других звеньев. Их находят в порядке присоединения структурных групп к механизму 1-го класса в соответствии с формулой строения механизма. У структурных групп всегда известно положение, скорость и ускорение внешних кинематических пар и состоит задача в определении кинематических характеристик внутренних кинематических пар.

 

Рис. 9. Построения схемы и положений механизма.

 

Наиболее просто эта задача решается для структурных групп 2-го класса, из которых состоит данный механизм. Для этого рассматривается возможное движение внутренней кинематической пары относительно внешних пар.

Внутренняя кинематическая пара С первой присоединенной структурной группы относительно точки В (в данный момент считается неподвижной) может двигаться только по дуге окружности радиуса ВС. Аналогично движение точки С относительно точки D: по дуге окружности радиуса СD. Поэтому циркулем из точки В₃ радиусом ВС делаем засечку на траектории точки С относительно точки D и получаем положение внутренней кинематической пары С₃. Соединяя С₃ с В₃ и с D, получаем положение звеньев первой присоединенной структурной группы. Точка Е₃ лежит на пересечении прямой С₃D и траектории точки Е относительно точки D. В то же время она является одной из внешних кинематических пар следующей группы II класса и ее положение, таким образом, становится известным. Вторая внешняя кинематическая пара этой группы поступательная с известной (вертикальной) направляющей. Т.е. вращательная кинематическая пара F с одной стороны должна вместе с ползуном перемещаться вертикально, а с другой стороны относительно точки Е (в предположении, что она неподвижна) может двигаться только по дуге окружности радиуса ЕF. Поэтому для определения положения кинематической пары F₃ из точки Е₃ циркулем размером ЕF делаем засечку на вертикали – направляющей ползуна. Соединяя точки Е₃ и F₃ получаем положение шатуна ЕF и ползуна 5 для заданного положения кривошипа. Аналогично строятся остальные положения механизма.

Построения на ватмане выполняются тонкими линиями и лишь одно положение (любое), обводится толстой линией так, чтобы была видна схема механизма.

 

⇐ Предыдущая1234Следующая ⇒

Поделиться:

Воспользуйтесь поиском по сайту: