Анализ и синтез механизмов сенного процесса, страница 2

1.1.16.Проводим классификацию структурных групп по И.И.Артоболевскому

№п/п	Структурная схема	Номер звеньев, образующих звенья	Класс, Порядок, вид
1		0-1	Механизм 1 класса
2		2-3	Механизм 2 класса
3		4-5	Механизм 2 класса

Определяем класс сложного механизма станка.

Механизм поперечно-строгального станка относится ко 2 классу.

1.2.Определение крайних (мертвых) положений механизма.

откуда

1.3.Определение положений звеньев механизма.

Графическое построение планов положения исследуемого механизма.

1.3.1.Масштабный коэффициент длин.

Пусть О1А =50мм, тогда масштабный коэффициент m1=0,09/50=0,0018м/мм

Рассчитываем чертежные размеры:

О1А, мм	О1О2, мм	О2В, мм	ВС, мм	Y, мм	Х1, мм	Х2, мм	Yp, мм
25	180,6	319,4	111,1	138,8	180,6	138,9	27,8

Построение планов положения звеньев проводим следующим образом.

1.Отмечаем на чертеже неподвижные точки О1 и О2

2.На расстоянии y от точки О1 проводим линию движения точки С;

3.Проводим окружность с центром в точке О1 радиуса О1А, по которой движется точка А, и дугу с центром в точке О2  радиуса О2 В, по которой движется точка В

4.Начиная от точки А0 – начало рабочего хода, окружность с радиусом О1А делим на 12 равных частей, точки деления обозначаем А1 ,А2,  А3,  и т.д. в направлении вращения кривошипа, соединяя точки Аi c точкой О1

5.Для каждого положения строим план механизма методом засечек.

   При построении планов механизма отмечаем полпжения центров масс звеньев 3 и 4 ; определяем положения точки С начала (Сн ) и окончания (Ск) действия силы резания Fc.  

2.2.Кинематическое исследование машин и механизмов аналитическим методом.

Аналитическое определение положений звеньев выполним методом замкнутых векторных контуров. Для этого поступаем следующим образом:

1.Рисуем в любом промежуточном положении структурную схему исследуемого механизма, например, рассмотрим  второе положение механизма.

2.Схему механизма расположим в прямоугольной системе координат, начало которой поместим в точку О2.Со звеньями механизма связываем векторы так, чтобы их последовательность образовала два замкнутых контура. Углы, определяющие положения векторов, будем отсчитывать от положительного направления оси х, в направлении против хода часовой стрелки. При этом угол j1 , который представляет собой обобщенную координату механизма, должен быть задан (для второго положения угол j 1=187 а углы j7=j6 =90 и j 5 = 0 остаются постоянными  для любого положения механизма. Величины векторов

l1 = О1А = 0.09 м

l2 = О2В =1,15 м

l3 = ВС = 0,4 м

l4 = О1О2 = 0,14 м

l5 =О1О2 +Y = 1,15 м

известны  и неизменны.

Величины векторов l2 =О2А и l5, а так же углов j 2=j 3 и j 4 неизвестны и их требуется определить.

Рассмотрим 1 контур О1А2О. Он определяет собой кулисный механизм. Запишем для него уравнение замкутости

l1 + l7 + l2 = 0      (1)

Тогда в проекциях на оси координат оно будет иметь вид:

 Т.к. угол 

И остается всегда постоянным, то

Отсюда

Подставляя в полученные выражения числовые значения будем иметь:

Рассмотрим второй контур О2ВСD.Уравнение замкнутости для него имеет вид:

Или в проекциях на оси:

Тогда :

Найдем координаты центров масс звеньев 3 и 4 для этого рассмотрим контур О2S3O1O2  и О2O1S4ВО2 , для первого контура:

  Откуда следует, что:

Т.к. j7 = 90, тогда:

Для второго контура имеем:

Отсюда имеем:

И в проекциях на оси координат:

Все вычисленные по формулам величины сравниваем с соответствующими величинами, найденными из плана механизма. Результаты сравнения приведены в табл.

Величина	j1	j2	l2,м	j4	l5x,м
Графически	157,4	97	0,709	178	0,538
Аналитически	157,94	96,95	0,689	178,8	0,525

 2.3.Графическое и аналитическое определение аналогов скоростей (методом векторного замкнутого контура).

2.3.1.Графическое определение аналогов скоростей.

Решение этой задачи основано на построении плана скоростей для второго положения механизма при j1 = 157,94. Так как аналоги скоростей и ускорений не зависят от закона изменения обобщенной координаты, принимаем w1=1рад/с.

План скоростей механизма строим в следующем порядке:

1)  находим скорость точки А:

                    VA=w1lO1A=1*0.09=0.09м/с

2)  из полюса плана скоростей p- откладываем отрезок pа1=50мм, изображающий вектор скорости точки А;

3) 

подсчитываем масштабный коэффициент скоростей:

4)  проводим через точку p прямую, перпендикулярно звену О2В механизма, из точки а1 опускаем отрезок, параллельный звену О2В, до пересечения с данной прямой. Точку пересечения обозначим точкой а.

5)  Полученные отрезки соответствуют: Pa- переносной скорости точки А, аа1 – относительной скорости, т.к. VА абс.=VА пер + VA отн.