kursovoe_proektirovanie (514469), страница 8
Текст из файла (страница 8)
Выполнять проектированые кыиематической схемы основных видов рычахагьгх механизмов по заданным условиям в ограниченыям. 22- АНАЛИЗ И СИНТЕЗ СТРУКТУРНОЙ СХИЙЫ МЕХАНИЗМА При авалвзе структурной схемы мехаивзма определяют число л полининых звеньев, числа 3!„Рз Рз, Рь Рз «внематвчесхз!х паР разной подвижности (пифровой ывдекс соответствует подвжкности пары), общее число кивематических пар рх= 2',р„число замкнутых контуров К в механизме, число степеней свободы механюма (пло!жого И;, пространственного И; местных И'„, групповых Иг), шсло !7 юбыточвых свюей, число обобщенных коордвнат механизма, число структурных групп при заданных начальных звеньях вли приводных кныематическвх парах.
Прн структурном анализе применяют следующие соотношения: суьаиа подвжнностей кннематических пар механизма )х=р!+2рз+Зрз+4р!+5рз; (2.3) число кинеьгатвческвх пар в механизме 5 Рг=р!+Рг+Ръ+Ра+Рз= Х Рь' за число коытуров (формула Х. И. Гохмава) К= вх - л = 2. Р, - и; (2.5) подвижности основной схемы — И'р (при !1 = О); местные (пассивные) — И'„; грушювые — (группы звеиьев) — И'„ общее число степевей свободы И =Ио+ И +И (2.6) число степевей свободы механизма без избыточных связей (формула А. П. Малышева) 5 И'е = ба — ~ (6 — !)р, =ба — 5р! — 4!!!э — Зрз — 2рь — рз; 12.7) !«! число избыточных связей по Озолу (формула О.
Г Озола) ) = И'е+6У(-Л; (2.8) число избыточвых связей (формула А. П. Мальппева) !)=Ие бР+5Рг+4Рг+ЗРз+2Р~+Рз; Р9) число степеиев свободы плоского механизма (формула П. Л. Чебышева) й~; — Зи-2р, -р, = За -2р,-р,. При проектироваиви структурной и квиематической схем мехавизмов веобходимо выполнить точно или с допуствмыми откловенввми задаиные условии и свойства механизма.
Схемы лвлвютсл одним вз видов конструкторских документов в вьшолввются с помощью специальных условных графических обозваче, виа, позволвюшвх показать веобхо!шмые злемевты и сааза между вами. В табл. 2.1 приведены условные графические обозвачевиа кивематическвх пар. Следует отметить, что дла пары определенного вида используетсв несколько видов условных обозначений (иапрвмер, в табл. 2.1 — графические обозначения вращательной пары), позволвющих ваиболее полно отобразить свахи между эпемеитамв кввематической пары с приближеивым учетом или вовсе без учета действительного расположеввв и соотношении размеров этих элемеитов.
Длв текстовых докумевтов используются буквенвые обозвачевив и цифровов код. Например, одиоподвижиаа вращательиак пара обозпачаетсв 1е, цифровой код [100]; поступательны — Зл, цифровой код [010]; винтовка — 1еи, цифровой код [001]. Первав цифра кода отражает число вращательных, втораа — число поступательных и третья — число вивтовых перемещенвй в отиосительиом движении звеньев пары. 39 Первоначальыое представление о струхтурыой схеме студент получает при анализе исходных данных, прыведенных в техническом задаыын на проектирование. На рис, 2.1, л прыаедена структурная схема механизмов упаковочной машины. Изделию 11 сообщаетса последовательно горизонтальное ы вертвкапьное перемещения. На схеме указаны три простеншвх механизма: кулиево-ползунный, зубчатаа рядовая передача и кулачково-рычажный.
Точки звеньев всех трех механизмов совершают плоское движение, параллельное одной и той же шюскости, т. е. их можно рассматривать как плоские механизмы. Число И'степеней свободы каждого из плоских механизмов сыстемы можно определить по формуле Чебьппева (2.10): И'= Зи-2р, -р, где и — чысло подвижных звеньев; рг — число одноподвижных квнематических пар; р — число двухподвижвых кипематических пар.
Для кулисно-ползувыого механизма и = 5 (кривошип 1, шатун 2, кулиса 3, шатун 4 и нолзун 5); число одноподвижных кыпематическвх пар р, = 7 [А (1, б); В (1, 2) и (2. 3); С (3, б); !3 (3, 4); Е (4, 5) и (5, б)); двухподвижных квнематических пар в кулисыо-ползунном механизме нет, т. е. р, = О. Тогда по формуле (2.10) получают: И'=3 5 — 2 7-0=1, т. е. механизм обладает одной степенью свободы. За начальное звено, которому приписывают обобщенную координату гр„принимают крывошып 1. Рядовая зубчатая передача состоит нз двух цилиыдрическвх колес с веподвнжнымн осями.
Следовательно, и= 2, р, = 2, р = 1 и И'=3'2 — 2'2-1 1=1. Этот механвзм также имеет одйу стеыень свободы. Зубчатое колесо 7 закреплено на валу кривошипа 1 и вращается вместе с ннм. Кулачково-рычажный механизм состоит из кулачка 9, ролика 10, толкателя 11, шатуна 12 и ползува !3. Число подвижных звеньев и=5. Число одноподвижыых кивематическнх пар р,=б ил у од р,=1. Число степеней свободы этого механызма, вычисленное по формуле (2.10), равыо двум: И'=3'5-2'б-1 1=2. Одна подвижность месгыая (вращение ролика 10 относительно собственной осн); основная подвижность И'р —— 1 реалызуется в кулачковом механизме вращением кулачка 9, соединенного жестко с зубчатым колесом 8.
Прн изготовлении деталей неизбежно появление отклонений в расположении осей квнематических пар и их элементов в пространстве. Ови могут иметь отклонения от параллельности, от 40 Ряс. х1 перпендикулярности„от соосиоств, от пересечения осей, отклонения наклона, т. е. механюм после сборки молит оказаться ве плоскюи. Такое ие полонения монет сломиться в в процессе зкснауатацив машины в случае деформации стойки или другах заевьев под действием прилозозшых снл. В связи с этими обстоятельствами необходимо еше ва стадвв проектироваивя структурной схемы выявить наличае юбыточвых связей е, которые могут послулапь првчввой свииевия иадепиости в долгоаечвосп$ машины. 41 Выявление числа взбыточных связей прв структурном синтезе позволяет конструктору привять определенное решение, исключаввцее возможность разрушения, заклинивания н чрезмерного износа элементов кинематнческвх пар вследствие появления дополнительных составляющих реакций связей.
Прв аналюе механизм рассматривают с учетом возможных отклонений в расположении звеньев и элементов кинематвческих пар, т. е. используют структурную формулу (2.9) для определения чвсла степеней свободы пространственного механизма (формулу Малышева); Ъре-9 =ба-Х(6 — 1)Р;-бв — (5Р1+4Рт+ 3Рз+ 2Р4+Рз). Для кулиево-ползувного механизма, изображенного иа рис, 2,1, а, числовые значения следующие: в= 5, Р, =7, рз=рэ=р4=Р4=0. По формуле (2.9) получают Ие 9=6'5 5'7=30 — 35= — 5=1=6, т.
е. 54=1' 9=6. Выявленные избыточные связи д = 6 могут оказаться тождественвыми (т. е. будут описыватьсв тождественными уравнениями), если прв изготовлении деталев будет достигнута идеальная точносп . Прн незначительных отклонениях в расположении элементов кивематвческих пар требуемая подвюквость обеспечивается за счет зазоров между элементами пар, за счет юноса элементов на стадии приработки пар н за счет некоторой деформации звеньев механизма. В ряде случаев эффективные решения досппвются за счет увеличения подввжности (числа степеней свободы) кинематвческих пар, соответствующей требованиям структурного синтеза мехаиюма.
Для этого вначале выявляют число К замкнутых иезависвмых контуров, образуемых звеньями мехаввзма, по формуле Гетмана (2.э): К=ХР;в. Для рассматриваемого кулиево-ползунного механизма число замкнутых независимых контуров К=7 — 5 =2. Образование каждого контура рассматривают как последовательное присоединение группы звеньев элементами ее внешних пар к начальным звеньям н стойке вли к таким звеньям, движение которых определено независимо относительно стойки, т. е.
до присоединения данной группы звеньев. Очевидно, что присоединяемая на этих условиях группа звеньев долясна иметь нулевую подвижность, т. е. образовывать статически определимую ферму в случае ее присоединения элемевтамн внешних пар к стойке; В( = бл, — (5Р, + 4Р, + 3Р, + 2Р4+рз),мО. Для группы ю двух звеньев (л„= 2) и 14.р,), = 3 это соотношение 42 удовлетворяется при следующих числовых значеннах: 6 2 — (5 1+4'1+5'1)ьзО, т. е.
из трех пар одна должна быть одноподввжвой, вторая — двухподвижной, третья — трехподвнжной (р =1, р =1, р =1). Если присоединяется одно звено (л„=1 в (Хр«)«=2), то одна пара должна быть одноподввжной, а другая — пятиподвижвой (р, = 1, р, = 1). Первый контур образуется нз звеньев 1, 2, 3 и 6, звено 1 —. начальное. В прнсоединяемов двухзвенной группе кинематвческую пару С оставляют одноподввжвой, обеспечивающей двииенве звена 3 относительно неподвижной оси С.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
