2.3.Структурный анализ рычажного механизма.

Схема механизма:

Рис.5

Число подвижных звеньев: n=3.

Число низших кинематических пар p_n=4, в т.ч.

вращающихся: O(1,0), A(1,2), B(2,3);

поступательных: B(3,0).

Число степеней свободы механизма:

Начальное звено – кривошип 1.

Строение механизма:

A

2

ω₁

B

3

1

O

Механизм 1-го класса Структурная группа

2-го класса, 2-го порядка, 2-го вида

Рис. 6

Формула образования механизма:

I(0,1) II(2,3)

Механизм 2-го класса.

2.4.Определение кинематических характеристик механизма.

2.4.1 Построение планов положений

Методом засечек строим 12 последовательных положений механизма начиная с крайнего положения 1, в котором . Второе крайнее положение 7’ находим дополнительно.

Масштабный коэффициент длин:

Чертежные размеры звеньев:

2.4.2 Аналитический метод

Расчетная схема изображена на рис. 7.

Рис.7

На основании метода замкнутых векторных контуров получен алгоритм определения кинематических характеристик, согласно которому выполняем расчет для положения i = 11 (рис.8)

Обобщенная координата:

,

где шаг изменения обобщенной координаты.

При вращении кривошипа 1 против часовой стрелке .

Принимаем

1.

2.

3.

4.

5.

6.

7.

8.

9.

10.

11.

12.

13.

14.

15.

16.

_{17. B}

3

O

S₂

1 2

₁`

A Рис.8

2.4.3 Графический метод

Выполняем расчёт аналогов скоростей для положения 11

Аналог скорости точки А равен

Принимаем масштабный коэффициент аналогов скоростей

. Тогда отрезок, изображающий , равен

Для построения плана аналогов скоростей используем векторное уравнение

,где

Точку на плане находим по свойству подобия

0,35*26 = 9,1 мм.

Из плана находим передаточные функции (аналоги скоростей)

53*0,002 = 0,106 м.

12*0,002 = 0,024 м.

51*0,002 = 0,102 м.

Таблица 2 - Сопоставление результатов

Параметр	Ед. измерения	Аналитический м.	Графический м.
	м	-0,096	0,106
	-	-0,099	0,090
	м	0,098	0,102
	м	0,029	0,024

2.5Определение сил полезного сопротивления

Заданную механическую характеристику технологического процесса F_рез(S_B) привязываем к крайним положениям ползуна и находим силу полезного сопротивления F_рез, действующую на ползун 3.

где y_F – ордината графика;

- масштабный коэффициент сил

Результаты определенной Fрез приведены в таблице 3

№ положения	yF, мм	FЗ, Н
1	0	0
2	0	0
3	0	0
4	0	0
5	0	0
6	0	0
7	0	0
8	-83	-8300
9	-100	-10000
10	-100	-10000
11	-100	-10000
12	-33	-3300
13	0	0

2.6 Динамическая модель машины

В движении входного звена исполнительного рычажного механизма имеют колебания угловой скорости, основными причинами которых являются:

1) несовпадение законов изменения сил сопротивления и движущих сил в каждый момент времени;

2) непостоянство приведенного момента инерции звеньев исполнительного и некоторых вспомогательных механизмов.

Чтобы учесть влияние названных причин на закон движения входного звена исполнительного механизма, составляется упрощенная динамическая модель, устанавливающая функциональную взаимосвязь исследуемых параметров.

Наиболее простой динамической моделью машинного агрегата может быть одномассовая модель, представленная на рис. 9.

I_П

M_П

_П=₁

ε_П= ε₁

φ_П= φ₁

I_П’=const

Рис. 9

В качестве такой модели рассматривается условное вращающееся звено – звено приведения, которое имеет момент инерции I_П относительно оси вращения (приведенный момент инерции) и находится под действием момента сил М_П (преведенного момента сил). В свою очередь, , где-приведенный момент движущих сил; - приведенный момент сил сопротивления. Кроме того, , где-постоянная составляющая приведенного момента инерции; -переменная составляющая приведенного момента инерции. В величину входят собственный момент инерции кривошипа I₀, приведенные моменты инерции ротора электродвигателя и передаточного механизма (), а также момент инерцииI_М добавочной массы (маховика), причем необходимость установки маховика определяется на основании заданной степени неравномерности движения звена приведения.

Динамические характеристики М_П и I_П должны быть такими, чтобы закон вращения звена приведения был таким же, как и у главного вала машины (кривошипа 1 основного исполнительного рычажного механизма), т.е. φ_П=φ₁, _П=₁, ε_П=ε₁.