Учебное пособие по курсу "Теория механизмов и машин", страница 65

                                                                                (10.8)

NB 10.7. Угол передачи μ определяется разностью 90° и угла давления.

                                         .                              (10.9)

С учетом (10.9) условие (10.8) может быть представлено в виде:

                                                                               (10.10)

Лекция № 15

10.6. Синтез шарнирного четырехзвенника

10.6.1. Синтез по коэффициенту изменения средней скорости и углу передачи

Исходные данные: длина коромысла l3, угловой ход β, коэффициент изменения средней скорости Kω и допускаемый угол передачи μдоп  ≥ 45°.

Рассчитать длины звеньев l1, l2, l4.

Рассчитываем угол перекрытия по формуле (10.7). Изображаем в масштабе μl коромысло в двух крайних положениях — DC1 и DC2 с размахом β (рис. 10.8). Проводим биссектрису угла β. Из точки С1 проводим луч под углом пререкрытия θ к биссектрисе до пересечения с ней в точке O. Радиусом ОС1 описываем окружность. Центр вращения кривошипа 1 должен находиться на этой окружности, так как в этом случае будет обеспечен заданный угол θ (коэффициент Kω).

Для вписывания в допускаемый угол передачи μдоп (угол давления ) из точек С1 и С2 под углами μдоп к коромыслу проводим лучи до пересечения с окружностью радиуса ОС1. Расположение центра вращения кривошипа в точке A1 не обеспечивает выполнения условия (10.10) для крайнего правого положения коромысла. Располагаем центр кривошипа в точке A. Из очевидных равенств следует:

                                 l2l1 = AC1; l2+ l1 = AC2.                     (10.11)

Из равенств (10.11) длины кривошипа l1 и шатуна l2:

l1 = (AC2AC1)/2,                         (10.12)

                                      l2 = (AC2 + AC1)/2.                          (10.13)

Длину стойки l4 находят из ΔАС2D по теореме косинусов:

                                   (10.14)

и проверяют графически: l4 = l.

Пример 10.1. Определить длины звеньев l1, l2 и l4 кривошипно-коромыслового механизма по следующим исходным данным: длина коромысла l3 = 0,085 м; угловой ход b = 40о; допускаемый угол передачи μдоп ≥ 45°; коэффициент Kw = 1,3.

Решение:

Угол перекрытия q = 180×(1,3 – 1)/(1,3 + 1) = 23,5о.

Масштаб плана положений μl = C1D/l3 = 85/0,085 = 1000 мм/м. Изображаем звено 3 в положениях DC1 и DC2 отрезками, равными 85 мм. Проводим биссектрису угла b. Из точки C1 проводим луч до пересечения с биссектрисой в точке O. Радиусом DC1 описываем окружность, на которой должен находиться центр вращения кривошипа. Из точек С1 и С2 проводим лучи под углами μдоп к коромыслу до их пересечения с окружностью. Условие (10.10) выполняется для точки A. Длины отрезков: AC1 = 64 мм; AC2 = 112 мм;

        = (112 – 64)/2 = 24 мм;  = AC2  = 112 – 24 = 88 мм.     

Длины звеньев

           = 24/1000 = 0,024 м;  = 88/1000 = 0,088 м.        

Длина стойки — формула (10.14):

          =      

                                           = 0,0794 м.                                         

Графическая проверка дает такой результат:

                           = 80 мм;  = 80/1000 = 0,08 м.                        

Выводы:

1. Аналитические и графические результаты совпадают.

2. Проверка проворачиваемости звена 1 дает выполнение неравенства (10.2):

                0,024 + 0,0794 < 0,088 + 0,085; 0,1034 < 0,173.              

10.6.2. Синтез по двум положениям шатуна*

В некоторых механизмах силовые факторы не являются существенными, а важными для технологического процесса являются положения определенных звеньев. Так, в формовочной машине задают два положения шатуна, связанного со столом F (рис. 10.9), на который устанавливают опоку для изготовления отливочной формы.

На столе F выбирают произвольное расположение шарниров B и C шатуна. В двух заданных положениях стола F1 и F2 назначают положения шатуна B1C1 и B2C2. Точки B1 и B2 связаны с искомым звеном AB и должны лежать на окружности с центром в точке A. Этот центр лежит на прямой a-a, проведенной перпендикулярно отрезку B1B2 через его середину. Аналогично центр точки D лежит на прямой d-d, являющейся перпендикуляром отрезка C1C2.