Введение
1 Кинематический анализ рычажного механизма
1.1 Структурный анализ рычажного механизма
Структура любой технической системы определяется функционально связанной совокупностью элементов и отношений между ними. При этом для механизмов под элементами понимаются звенья, группы звеньев или типовые механизмы, а под отношениями - подвижные (кинематические пары - КП) или неподвижные соединения. Структура механизма на уровне звеньев, КП и структурных групп отражается его структурной схемой. Структурная схема- графическое изображение механизма, выполненное с использованием условных обозначений рекомендованных ГОСТ (см. например ГОСТ 2.703-68) или принятых в специальной литературе, содержащее информацию о числе и расположении элементов (звеньев, групп), а также о виде и классе кинематических пар, соединяющих эти элементы.
Задачей структурного анализа является определение числа звеньев и структурных групп, числа и вида КП, числа подвижностей (основных и местных), числа контуров и числа избыточных связей.
Подвижность механизма - число независимых обобщенных координат однозначно определяющее положение звеньев механизма на плоскости или в пространстве. Связь - ограничение, наложенное на перемещение тела по данной координате. Избыточные (пассивные) - такие связи в механизме, которые повторяют или дублируют связи, уже имеющиеся по данной координате, и поэтому не изменяющие реальной подвижности механизма. При этом расчетная подвижность механизма уменьшается, а степень его статической неопределимости увеличивается. Иногда используется иное определение: Избыточные связи - это связи число которых в механизме определяется разностью между суммарным числом связей, наложенных кинематическими парами, и суммой степеней подвижности всех звеньев, местных подвижностей и заданной (требуемой) подвижностью механизма в целом. Местные подвижности - подвижности механизма, которые не оказывают влияния на его функцию положения (и передаточные функции), а введены в механизм с другими целями (например, подвижность ролика в кулачковом механизме обеспечивает замену в высшей паре трения скольжения трением качения).
На рис. 1 изображена структурная схема плоского механизма. Структурная схема механизма в соответствии с принятыми условными обозначениями изображает звенья механизма, их взаимное расположение, а также подвижные между звеньями. На схеме звенья обозначены цифрами, кинематические пары - заглавными латинскими буквами..
Рис. 1. Структурная схема механизма
Проведем структурный анализ данного механизма. Общее число звеньев механизма k=7, число подвижных звеньев n=6 , число кинематических пар pi=6 , из них для плоского механизма одноподвижных p1=7 ( вращательных p1в=5, поступательных p1п=2 ). Число подвижностей механизма на плоскости Wпл = 3Ч5 - 2Ч7 = 1 = W0 .
1.2 Построение двух крайних положений механизма
Крайним называется то положение данного механизма, когда звено DC вытягивается в одну линию со звеном DE.
1.3 Определение траектории движения звеньев механизма
1.3.1 Построение 12-ти положений
Планом положений механизма называется векторная диаграмма, на которой в масштабе изображены векторы звеньев механизма. При построении плана положений звенья изображаются прямыми линиями. С помощью плана положений графически решается задача о положении звеньев, определяются неизвестные линейные и угловые координаты. Кинематической схемой механизма называется его структурная схема, выполненная в масштабе. При вычерчивании кинематической схемы используются условные обозначения звеньев и кинематических пар рекомендуемые ГОСТ 2.770-80. Кинематическая схема анализируемого механизма приведена на листе 1 графической части курсовой работы.
Построение 12-ти положений производится методом засечек. Делим окружность с радиусом АК на 12 частей.
Так как положение кулисы на рычаге СD является фиксированным, то откладываем расстояние CВ до пересечения с АК (рис. 2). Через полученную точку проводим отрезок СD. Через точку D проводим радиусом DЕ до пересечения с горизонтальной прямой, проходящей через точку С и получаем точку Е. Повторяя для каждого положения АК указанные действия, получаем 12 положений механизма.