Теория механизмов и машин. Курсовое проектирование под ред. Г.А.Тимофеева, Н.В.Умнова 2012г (932776), страница 4
Текст из файла (страница 4)
Отрезок С2 Со равен длине кривошипа 1п а отРезок АСо — длине шатУна 12. Синтез механизма по трем заданным положениям. Заданы длина 14 стойки 4 и длина 1з коромысла 3. Кроме того, известны три угловых положения (уз2 Т32 и узз) коромысла 3 и два угла поворота ('Р2- Ч22) и 0Рз — Ч22) кривошипа 1 по отношению к его начальному положению <рп Необходимо определить длину 12 шатуна 2 и длину 12 кривошипа1, а также начальный угол поворота 822 криво- шипа 1. При графическом решении по заданным параметрам 1з, 14 и уз, в системе координат Оху строят часть кинематической схемы механизма ОС2Вп Затем в этой же системе координат для другого угла поворота Тзз коромысла 3 строят его другое положение — С2В2.
На следующем этапе поворачивают кинематическую цепь ОС2В2 на угол — (822 — <Р2), т. е. в сторону, обратную направлению вращения (оз2) кривошипа 1. После такого поворота положение кривошипа ОА остается неизменным. Эту процеду- РУ повтоРЯют длЯ тРетьего Угла повоРота Тзз коРомысла 3 и получают новое положение кинематической цепи ОСзВз, в котором прямая ОСз повернута относительно оси абсцисс на угол -(822 — 822). Шарнир А2 является центром окружности, проходящей через точки Вп Вз и Вз, его положение определяется стандартными методами как точка пересечения перпендикуляров Г~з и рзз к серединам отрезков соответственно В2В2 и В2Вз. Окончательно, зная положение пары А2 в системе координат Оху, находят длину 12 шатуна 2, длину 12 кривошипа 1 и начальный угол поворота <Р2 кривошипа 1. Методика графического проектирования кинема- тической схемы четырехшарнирного механизма по трем заданным положениям входного и выходного звеньев изложена в Учебном пособии для курсового проектирования по теории механизмов под ред.
Т.А. Архангельской (М., 1985). Примерный вид такого построения показан на рис. 1.5. 1.2.2. Синтез механизма по угловой скорости выходного звена и углу давления Проектирование кривошипно-коромь2слового механизма по коэффициенту изменения среднейугловой скорости выходного звена. Выходным звеном является коромысло 3 (рис. 1.6). Длина 14 стойки 4 известна, заданы также длина 1з коромысла 3 и угловые координаты уз и уз коромысла в его крайних положениях. Кроме того, задан коэффициент К„изменения средней угловой скорости выходного звена 3, т.
е. отношение его средних угловых скоростей качания при обратном ю ер„и прямом оз„р „ходах: К„= оз,вр „/го„р „. Коэффициент К„характеризует также отношение продолжительности прямого 2„вя и обратного г а „ходов, К, = 2„в„/2„в „. Напомним, что озпр н оз„вр средние угловые скорости качания коромысла 3 при прямом и обратном ходах соответственно. Обычно значение К„> 1. Кривошип вращается равномерно, т.
е. его угловая скорость оз~ — — сопз1 (см. рис. 1.6). Угол качания коромысла 3, который иногда называют размахом, обозначают чеРез 12, 12 = Уз„,„— Уз„,„. Затем вводат вспомогательный угол О, равный углу С2АС2 и называемый углом перекрытия. В течение времени г„ях прямого хода кривошип повернется на угол (180' + О), а в течение времени г,ввк обратного хода — на угол (180' — О).
Таким образом, 0 = " 180'. К„+1 Рис. 1.7 Рис. 1.8 11 Для дальнейшего построения используют теорему, согласно которой угол, вписанный в дугу окружности, равен половине центрального угла, опирающегося на ту же дугу. Строят равнобедренный треугольник С~ОСз, в котором угол С~ОСз — — 20. Окружность радиусом г = 1ос, — геометрическое место искомого центра вращения кривошипа, поскольку в любой точке этой окружности вписанный угол С~АСз равен половине центрального угла, С~ОСз — — 20, а значит, угол С~АСз — — О. Точка А центра вращения кривошипа 1 может располагаться в любой точке окружности.
На рис. 1.6 она соответствует точке пересечения окружности радиусом г с осью абсцисс. Радиус г находят из треугольников ОГСЗ и 1/ГСз по формуле 1з з1п (р/2) г= з[п0 Полученный в результате построения отрезок АП равен длине 14 стойки 4. Методика определения длин кривошипа 1~ и шатуна 1з описана в разд. 1.2.1. Проверка угла давления четырехшарнирного механизма. Во избежание чрезмерного возрастания в кинематической паре С реакции коромысла 3 со стороны шатуна 2 (или даже заклинивания механизма) необходимо, чтобы максимальное значение угла давления в этой паре не превышало допустимого значениЯ, бв,„< [01; оРиентиРовочно можно считать: [01 = 45' при прямом и [61 = 60' при обратном ходах.
Угол давления имеет максимальное значение в положении кривошипа АВо (см. рис. 1.6), т. е. в положении, когда кривошип совпадает со стойкой. Если в полученном решении максимальное значение О,„> [01, то выбирают другое положение точки А на окружности радиусом г, чтобы увеличить длину 14 стойки 4 и тем самым уменьшить угол давления. 1.3. Четырехзвеиные кулисные механизмы 1.3.1. Проектирование механизма по коэффициенту изменения средней скорости выходного звена Четырехзвенные кулисные механизмы (рис. 1.7) имеют две модификации: механизм с качающейся кулисой (см.
рис. 1.7, а), в котором кривошип 1 короче стойки 4, 1, < 14 (обычно 1,/1~ < 0,5), и кулиса 3 совершает возвратно-вращательное движение, и механизм с вращающейся кулисой (см. рис. 1.7, б), в котором кривошип 1 длиннее стойки 4, 1~ > 14 (обычно 1 /14 > 2), и кулиса 3 за один оборот криво- шипа (относительно стойки 4) также поворачивается на один оборот. Кулисные механизмы обладают полезным свойством — передача силы с кривошипа на кулису через ползун 2 происходит при нулевом значении угла давления, 0 = О.
Во многих случаях применяют кулисные механизмы с дополнительной двухповодковой группой (см. далее шестизвенные механизмы). Механизм с качающейся кулисой (рис. 1.8). Выходным звеном в таких кулисных механизмах является кулиса. Заданы расстояние а между центрами вращения кривошипа и кулисы, а = 1лс, и коэффициент Кы изменения средней угловой скорости качания кулисы при прямом и обратном ходах, К, = гоовр х/Оэвр ~ Обычно значение Ки > 1 Неизвестным размером является длина 1~ криво- шипа. Коэффициент изменения средней угловой скорости качания кулисы также равен отношению времени прямого и обратного ходов, К„= /„р „/г,ар „. Принимают, что упювая скорость вращения оз, кривошипа постоянная величина, оз~ — — сопз1. Кривошип при прямом ходе поворачивается на угол увр а при реверсе выходного звена, т.
е. при обратном ходе, — на угол хревр (см. рис. 1.8). В этом случае коэффициент К, будет равен отношению углов поворота кривошипа при прямом и обратном ходах кулисы, Ка = (рпр.х/Чввр.х Поскольку сумма (р„р 4114вр х 2п, 'го угол нрпр х можно выразить через коэффициент К,: 2кК, хрпр.х = 1 В крайних положениях кулисы кривошип и кулиса перпендикулярны, поэтому угол качания кулисы ~3 = хряр и, выРажаЯ его чеРез коэффициент К, окончательно получают п(ʄ— 1) К,+1 Длину кривошипа находят по следующему соотношению: /1 — — а з)п1'13/2). 1.3.2.
Проектирование механизма с качающимся цилиндром Модификацию кулисного механизма с качающейся кулисой широко используют в гидроприводах. На рис. 1.9 изображена конструктивная схема, отличающаяся от схемы на рис. 1.8 большей детализацией поступательной пары. Ведущим звеном в данном случае является поршень 2, а ведомым— коромысло 1. При переходе поршня из одного крайнего положения в другое коромысло поворачивается на угол 13, кинематнческая пара В переходит из положения В1 в положение В2.
Цилиндр 3 в процессе этого движения также поворачивается относительно стойки 4. Перемещение поршня оценивают ходом Ь2 поршня, равным в данном случае расстоянию между точками В1 и В2. Реальный размер 1з цилиндра выбирают из конструктивных соображений, задаваясь его относительной длиной Ф, определяемой ходом /12 поршня, /с = /зй2, к > 1. Рис. 1.9 Заданы длина коромысла /1, угол ~3 его качания и ход й2 поршня. Оптимальную схему механизма с минимальными углами давления можно получить, если пРинЯть /в в, — — п2, и точкУ С Расположить на продолжении прямой В2В1 (см. рис. 1.9).
Тогда обозначив через д„т и 0 „углы давления в начальном и конечном положениях соответственно, получают б„т = б „= б,х = ~3/2 (в остальных положениях 6 < ~3/2) и й2 211 зп1 Ф2)~ /3 Длину стойки /4 — — АС находят из треугольника АВ1С 14 /АС В случае, если половина угла качания меньше допустимого значения угла давления, 13/2 < Щ, то можно уменьшить габариты механизма, переместив точку С в положение Сс по дуге окружности радиусом /з так, чтобы в крайнем левом положении зве- на 1 выполнЯлось Равенство дхон = бтхх = 1п1 при этом длина стойки уменьшится.
Если в начале движения необходимо преодолеть большую нагрузку на ведомом звене 1, то целесообразно принять в начальном положении угол АВ1 С = 90', в этом случае угол давления в момент начала движения будет наиболее благоприятным, д„,„= О.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
