- •Тема 4. Кінематичний аналіз механізмів
- •4.1. Задачі
- •4.2. Аналоги швидкостей і прискорень
- •4.2.1. Аналоги швидкостей
- •4.2.2. Аналоги прискорень
- •4.3. Методи кінематичного дослідження механізмів (загальна характеристика)
- •4.3.1. Графічні
- •4.3.2. Аналітичні
- •4.3.3. Експериментальні
- •4.4 Плани положень механізму
- •Порядок побудови плану положень (рис. 4.3):
- •4.5. Кам методом планів швидкостей та прискорень
- •4.5.1. Властивості планів швидкостей
- •Властивості плану швидкостей:
- •4.5.2. Методика побудови планів швидкостей механізму 2-го класу
- •4.5.2.1. Початковий механізм
- •4.5.2.2. Група 2-3
- •4.5.2.3. Група 4-5
- •4.5.2.4. Визначення кутової швидкості за планом швидкостей
- •4.5.3. Властивості планів прискорень
- •4.5.4. Методика побудови плану прискорень механізму 2-го класу
- •4.5.4.1. Початковий механізм
- •4.5.4.2. Група 2-3
- •4.5.4.3. Група 4-5
- •4.5.4.4. Визначення кутового прискорення за планом прискорень
- •Контрольні питання до теми 4:
Порядок побудови плану положень (рис. 4.3):
Вибираємо масштаб плану положень, наприклад, = 0,002 м/мм.
Розмічаємо точки стояка (відстані a, b... задані завданням на проектування).
Проводимо траєкторії точок А (коло), В (дуга), С (пряма), знаючи довжини ланок О1А, О2В.
Знаходимо “крайні” положення механізму. Як правило, їх два. При цьому кривошип О1А і шатун АВ або витягуються в одну пряму, або шатун АВ накладається на кривошип О1А. Отже, “засічками” довжиною ланок (О1А + АВ), потім (АВ - О1А) знаходимо на своїй траєкторії точки В (на дузі О2В); потім “засічкою” довжиною ланки ВС знаходимо крайні положення повзуна С на його траєкторії.
Із двох “крайніх” положень механізму за “початок робочого ходу” приймаємо те, з якого рух повзуна С починається проти заданого напрямку сили корисного опору FКО.
Усім точкам “початку робочого ходу” надається індекс “0”, а “кінцю робочого ходу” – відповідно “0' ”.
Відстань між “крайніми” положеннями вихідної ланки (повзуна С) називається ходом механізму (Н) - це головна характеристика шарнірно-важільних механізмів.
Починаючи з точки А0, ділимо коло кривошипа на 12 рівних частин, точки розподілу нумеруємо 1....12 в напрямку обертання кривошипа.
Положення решти точок механізму знаходимо “методом засічок”.
Якщо необхідно побудувати траєкторію точки, яка лежить на ланці (наприклад, точка S у середині шатуна АВ), то в усіх положеннях механізму знаходимо на цій ланці точку S і з'єднуємо всі ці точки плавною кривою. Така крива називається “шатунною кривою”. Характеризує важливі властивості механізму.
4.5. Кам методом планів швидкостей та прискорень
4.5.1. Властивості планів швидкостей
План швидкостей – це геометрична фігура, на якій з однієї точки (полюса) виходять променями вектори абсолютних швидкостей точок.
Властивості плану швидкостей:
Абсолютні швидкості проходять через полюс плану і спрямовані від полюса.
Відносні швидкості через полюс плану не проходять.
Кінці векторів абсолютних швидкостей точок ланки утворюють фігуру, подібну до фігури ланки, і повернуті відносно неї на кут p/2.
Полюс плану є зображуючою точкою миттєвого центра швидкостей ланки.
План швидкостей будується на основі розв'язання векторного рівняння:
, |
(4.16) |
де - абсолютна швидкість точки; - переносна швидкість точки;
- відносна швидкість точки.
4.5.2. Методика побудови планів швидкостей механізму 2-го класу
Розглянемо приклад шарнірно-важільного механізму завантажника термічної печи (рис. 4.4).
Кінематичному аналізу (КАМ) завжди передує структурний.
1. Визначаємо степінь рухомості даного плоского механізму за формулою Чебишева:
Потрібен 1 двигун.
2. Складаємо структурну схему механізму (рис. 4.4, в) за допомогою таблиці ланок і кінематичних пар (рис. 4.4, б), користуючись відомим алгоритмом п. 1.9.1.
3. Виділяємо початковий механізм (рис. 4.4, г) і групи Ассура (рис. 4.4, д) і (рис. 4.4, е).
4. Формула будови механізму:
.
Механізм 2-го класу.
План швидкостей (рис.4.4, ж) будується для заданого положення механізму, починаючи з початкового механізму. Будуємо його для положення, наведеного на рис. 4.4, а.