4.Пример выполнения курсовой работы

Спроектировать плоский рычажный механизм (Рисунок 23).

Коэффициент изменения средней скорости ведомого звена К=1,6.

Расстояние между крайними положениями выходного звена Н = 100 мм.

Частота вращения кривошипа n₁ = 490 об/мин.

Сила полезного сопротивления, приложенная к выходному звену Р_ПС = 500 Н.

Масса, приходящаяся на 1 метр длины звена q=20 кг/м.

Исследуемое положение механизма φ = 60 (угол отсчитывается от крайнего левого положения в направлении вращения кривошипа).

Массами камней пренебречь.

Рисунок 23 Шестизвенный кулисный механизм

4.1.Пример выполнения листа 1 графической части

4.1.1Метрический синтез механизма

Определим угол рабочего хода кулисы CD (Рисунок 24)

, .

Рисунок 24 Определение размеров звеньев механизма

При работе механизма длина CD будет зависеть от поворота кулисы CD. Найдём длину звена CD в начальном положении

,

мм.

Расстояние от точки С до траектории движения точки D

, мм.

При определении размеров звеньев механизма желательно чтобы траектории движения точек В и D не пересекались ( = 20 мм). Учитывая, что

CD = AC +AB + ,

.

Тогда

. мм.

Из прямоугольного треугольника АВ₀С определим длину ведущего звена

, мм.

Примем масштабный коэффициент схемы μ_l =0,001 м/мм, что соответствует чертёжному масштабу М1:1. Построим план механизма в выбранном масштабе.

Расстояния между точками в рассматриваемом положении механизма (φ = 60) с учётом масштаба: СВ = 101 мм, СD = 135 мм. Длину звена 5 назначим исходя из конструктивных соображений l₅ = 250 мм.

Рисунок 25 План механизма

4.1.2Структурный анализ механизма

Определим число степеней свободы

W=3n – 2p₅= 35 – 27=1,

где n – количество подвижных звеньев, р₅ – число кинематических пар пятого класса.

Механизм обладает одной степенью свободы. Таким же должно быть число степеней свободы системы, с которой начинается образование механизма. В эту систему должны входить стойка и одно из звеньев, связанных с ней одноподвижной кинематической парой. Ведущим является кривошип (звено 1).

К механизму первого класса последовательно присоединены две структурные группы: одна (2, 3) второго класса второго порядка и другая (4, 5) второго класса второго порядка (Рисунок 26).

Рисунок 26

Из формулы строения видно, что рассматриваемый механизм второго класса.

Пример выполнения листа 1 графической части представлен в приложении Б.

4.2.Пример выполнения листа 2 графической части

4.2.1Построение плана скоростей

Определим угловую скорость первого звена:

с^-1.

По условию задачи кривошип звено 2 (кулисный камень) не имеет геометрических размеров и представляет собой материальную точку. Поэтому скорость точки В₂ примем равной скорости точки В₁. Определим скорость точки В₁

.

На чертеже из полюса P плана скоростей механизма (Рисунок 27) отложим отрезок

.

Угловые скобки в формуле показывают, что данная величина откладывается (или измеряется) на чертеже.

Определим масштаб плана скоростей

.

Скорость точки В₃ принадлежащей кулисе (звено 3), складывается из переносной скорости В₁ и относительной скорости В₃₂. Запишем векторное уравнение скорости точки В₃^*

Скорость скольжения точки В₃ относительно точки В₂ направлена параллельно СD. Абсолютная скорость точки В₃ направлена перпендикулярно СD.

Для графического определения скорости точки В₃, проведём из полюса плана скоростей луч, перпендикулярный кулисе. Затем из точки b₁ проводим линию параллельную кулисе, точка пересечения линии и луча будет искомой точкой b₃.

Рисунок 27

Скорость точки D определим по теореме подобия. Точка d₃ будет лежать на луче , при этом отрезок расстояние , характеризующий скорость точки D определим из соотношения:

мм.

Величину скорости точки В₃ можно определить из плана скоростей по формуле

м/с.

Для определения скорости точки D₅ свяжем с точкой D₃ подвижную систему координат, движущуюся поступательно. Тогда можно будет считать, точка D₅ совершает переносное движение вокруг точки D₃ со скоростью D₅D₃.

Проводим из полюса горизонтально луч и восстанавливаем перпендикуляр к лучу . В точке пересечения луча и перпендикуляра получаем точку d₅ (Рисунок 27).