Исследование структуры машинного агрегата, включающего привод и исполнительное устройство. Расчет угловой скорости кривошипа

Задача 1

Исследовать структуру машинного агрегата, включающего привод и исполнительное устройство. Найти угловую скорость кривошипа.

Данные для расчета.

Привод № 1; исполнительный механизм №3; ; ; ; ; ; ; .

Решение.

1.  Изображаем кинематическую схему машинного агрегата, соответствующую заданию, нумеруем звенья и обозначаем кинематические пары.

Рис. 1

Звеном является тело или система тел, имеющие одинаковый закон движения.

Вал электродвигателя вместе с посаженным на него зубчатым колесом с числом зубьев  образует одно звено 1.

Звено 2 состоит из жестко насаженных на общий вал двух зубчатых колес с числами зубьев  и .

Звено 3 состоит из двух валов, жестко связанных между собой муфтой, на которые насажены зубчатые колеса с числами зубьев  и .

Звено 4 включает в себя вал с жестко насаженным коническим колесом с числом зубьев  и кривошипом, являющимся начальным звеном исполнительного механизма.

Звено 5 – поршень кулисы.

Звено 6 – кулиса.

Звено 7 – шатун.

Звено 8 – ползун (тело, имеющее поступательное движение).

0 - стойка.

Кинематические пары 5 класса:

0-1, 0-2, 0-3, 0-4, 0-6, 0-8, 4-5, 5-6, 5-7, 7-8.

Кинематические пары 4 класса:

1-2, 2-3, 3-4.

Согласно формуле Чебышева степень свободы плоского механизма

где – - количество подвижных звеньев; ;

 – количество кинематических пар 5 класса; ;

 – количество кинематических пар 4 класса; .

Таким образом, машинный агрегат является механизмом с одной степенью свободы.

Определим угловую скорость кривошипа

где  - передаточное отношение привода, которое определяется произведением передаточных отношений зубчатых зацеплений.

 – число пар внешнего зацепления (;

; ; ;

Знак минус указывает, что 1 и 4 звенья имеют противоположное направление вращения.

Задача 2

Для указанной кинематической схемы шарнирного механизма определить функцию положения  выходного звена. Для заданных значений параметров определить положение ведомого звена.

Данные для расчета.

Схема №3, ; ; ; ; ; .

Решение.

Строим кинематическую схему

Рис. 4

Найдем взаимосвязь отрезков, показанных на рис 1, от угла

Треугольник

Треугольник

Определим положение ведомого звена при

Для данного угла расстояние  будет откладываться влево от вертикальной прямой , а расстояние  будет увеличивать отрицательность