Анализ структурной схемы плоского рычажного механизма

Федеральное агентство по образованию

Федеральное государственное образовательное учреждение

Высшего профессионального образования

Сибирский федеральный университет

Политехнический институт

Кафедра «Теория и конструирование механических систем»

Лабораторная работа № 2

Кинематический анализ плоских рычажных механизмов

Выполнил: студент группы АТ65-1

                                                                                                                  специальность 190603

                                                                                       шифр

                                                                                                 Попов В. В.

                                                                               Проверил: доцент, к.т.н.

     Мерко М. А.

Красноярск, 2007

Задание 1. для плоского рычажного механизма:

1) проанализировать структурную схему механизма; 2) выбрать, масштабный коэффициент длин; 3) перевести все заданные геометрические параметры механизма, имеющие размерность длин (м) в масштабные коэффициент;

4) по полученным значениям в выбранном масштабном коэффициенте определить крайние (граничные) положения выходного(ых) звена(ьев);

5) построить кинематические схемы механизма для обоих крайних (граничных) положений выходного(ых) звена(ьев); 6) считая одно из крайних положений начальным построить план положений   механизма  для   заданного   количества   положений   ведущего (входного) звена;

7) определить   коэффициент   неравномерности   средней   скорости и ход механизма; 8) выявить положения ведущего звена механизма, в которых угол давления принимает максимальные и минимальные значения.

Задание 2. для плоского рычажного механизма:

1) проанализировать план положений механизма; 2) выбрать, масштабные коэффициенты осей времени и пути; 3) построить диаграмму пути;

4) выбрать масштабный коэффициент оси аналога скорости; 5) используя   графическое   дифференцирование   диаграммы   пути, построить диаграмму аналога скорости; 4) выбрать масштабный коэффициент оси аналога ускорения; 5) используя графическое дифференцирование диаграммы аналога скорости, построить диаграмму аналога ускорения; 6) выявить значения  углов  положения  ведущего  (входного) звена при    которых    скорость    и    ускорение    характерной(ых)    точки(ек) выходного(ных) звена(ьев) достигает(ют) минимума и максимума.

Задание 3. для плоского рычажного механизма:

1) проанализировать кинематическую схему механизма; 2) определить характерные точки механизма; 3) выявить траектории движения всех характерных точек механизма; 4) составить векторные уравнения, характеризующие распределение скоростей между характерными точками механизма; 5) выбрать масштабный коэффициент скоростей;

6) решая    векторные    уравнения,    построить    план    скоростей для заданного положения ведущего (входного) звена; 7) определить значения скоростей характерных точек, а также величины и направления действия угловых скоростей всех звеньев механизма для заданного положения ведущего (входного) звена.

Задание 4. для плоского рычажного механизма:

1) проанализировать кинематическую схему механизма; 2) составить векторные уравнения, характеризующие распределение ускорений между характерными точками механизма; 3) выбрать масштабный коэффициент ускорений; 4) решая    векторные    уравнения,    построить    план    ускорений для за данного положения ведущего (входною) звена;

5) определить   значения ускорений   характерных   точек,   а  также величины  и   направления   действия  угловых  ускорений  всех звеньев механизма для заданного положения ведущего (входного) звена.

Задание 1.

Найдем масштабный коэффициент длин по формуле:

Крайние положения выходного звена по полученным значениям в выбранном масштабном коэффициенте определим по формулам:

.

,

Начертим кинематическую схему для обоих крайних положений выходного звена.

Изобразим план 12 положений механизма в масштабном коэффициенте .

Коэффициент неравномерности средней скорости механизма найдем по формуле:

где - угол между положениями шатуна в крайних положениях механизма. Этот угол равен 180º, следовательно коэффициент неравномерности равен:

Ход механизма равен расстоянию между крайними положениями ползуна и составляет 1,6 м, а в масштабном коэффициенте 80 мм.

Угол  давления- это угол между вектором активной силы , движущей со стороны ведущего звена, и вектором скорости точки ее приложения. Этот угол будет зависеть от положения кривошипа. Следовательно, в положениях 0, 6 и 12 угол давления принимает минимальное значение и равен 0 градусов, так как оси кривошипа и шатуна совпадают. В положениях 3 и 9 гол между направляющей и кривошипом равен 90º, а угол между шатуном и направляющей максимален и равен 34º, значит угол давления принимает максимальное значение.

          Задание 2.

Числовые данные:

H=1,6 м

y=100 мм

n=50 мин ^-1

=120 мм

Зададим масштабные коэффициенты оси пути S, м/мм, и оси времени t, мин/мм:

где n - число оборотов кривошипа, мин^-1;  – произвольный отрезок, мм.

Измерив отрезок , найдем перемещение выходного звена относительно начального положения кривошипа. Умножим его на масштабный коэффициент длин . Отложим найденный отрезок, предварительно разделив его на масштабный коэффициент оси пути  .  Мы получили точку диаграммы пути, соответствующую первому положению кривошипа. Проведя аналогичные действия, найдем точки диаграммы пути для всех остальных положений кривошипа.

Соединив точки плавной кривой, получим диаграмму пути, являющуюся функцией от времени

Диаграмма пути

Для решения второй задачи кинематического анализа, используя графическое дифференцирование кривой пути, строится диаграмма аналога скорости. Масштабный коэффициент оси времени системы координат приравниваем к масштабному коэффициенту аналогичной оси диаграммы пути. На продолжении  оси времени откладываем отрезок h₁. В результате получим точку р₁, являющуюся полюсом дифференцирования