3. Исследование динамической нагруженности машины в установившемся режиме движения

3.1. Структурный анализ рычажного механизма

Целью структурного анализа механизма является определение формулы строения механизма и классификация входящих в его состав структурных групп, так как формула строения определяет порядок выполнения кинематического и силового расчетов, а классы структурных групп - методы расчетов.

Структурная схема основного исполнительного механизма изображена на рис. 3.1. Число подвижных звеньев п = 3. Число низших кинематических пар p_H=4, в том числе вращательные пары - 0(1,0 ), А(1,2), В(2,3), поступательная пара В(3,0),. Число высших кинематических пар Рв ⁼0 • Число степеней свободы механизма

W=3n-2p_H-p_В=3·3-2•4-0=1

Рисунок.3.1

Таким образом, для того чтобы все звенья механизма совершали однозначно определенные движения, необходимо задать движение одному звену - в данном случае кривошипу 1. Тогда угловая координата кривошипа является обобщенной координатой механизма, а кривошип - начальным звеном.

Данный механизм образован последовательным присоединением к механизму 1-го класса (кривошипу 1 и стойке 0) структурной группы (2, 3) (рис. 3.2).

Рисунок.3.2

Формула строения механизма I(0,1)→II (2,3). Так как группа 2-го класса, то механизм относится ко 2-му классу.

Таким образом, кинематический анализ начинается с механизма I (0,1), а заканчивается группой II (2,3). Силовой расчёт выполняется в обратной последовательности II (2,3) → I (0,1).

3.2. Определение кинематических характеристик рычажного механизма методом планов

3.2.1.1 Определение размеров и параметров рычажного механизма

В соответствии с исходными данными входными параметрами синтеза рычажного механизма являются:

_{Угловой поворот кривошипа, соответствующий ходу высадки}

_{Ход ползуна при высадке}

_{Отношение длин шатуна к длине кривошипа}

_{Отношение расстояния от точки А до центра тяжести шатуна к длине ш}атуна

_{Координата центра тяжести ползуна}

Рисунок.3.3

Обознасим длину звена 1 - , а звена 2 -.

Рассчитаем длину звена 1 по формуле:

Где

Тогда :

3.2.1.2 Построение планов положений механизма

Для построения планов выбираем масштабный коэффициент μ_l=0,0005м/мм.

Тогда чертежные размеры рычажного механизма будут равны

OA= l₁/ μ_l=0,052/0,0005=104 мм;

AB= l₂/ μ_l=0,1465/0,0005=293мм;

AS₂=0,357АВ= 0,357·АВ =104.6 мм;

BS₃= l_BB3/ μ_l=0,12/0,0005=240мм;

По полученным чертежным размерам строим 12 планов положений механизма

Построение планов положений выполняется методом засечек, начиная с крайнего правого положения ползуна 3, через 30˚ по углу поворота кривошипа ОА.

Для построения крайнего правого положения 1 из точки О проводим окружность радиусом ОА. Затем из точки O делаем засечку радиусом r = OA + AB на траектории точки B и получаем точку B₁. В месте пересечения прямой ОВ с окружностью ОА получаем А_1.

Крайнее левое положение 7 находим дополнительно. Для его построения из точки O делаем засечку радиусом r = АВ - ОА на траектории точки B и получаем точку B₇. Через точки B_7' и О проводим прямую линию и получаем тоуки А₇ .Точку S₂ строим на АВ, Отступив 0,333АВ от точки А.

В данном случае положение 7 можно было не строить, так как оно получается при разбиении через 30˚ по углу поворота кривошипа ОА всего цикла.