Определение сил тяжести звеньев.

Кинематическое силовое исследование механизма.

Определение геометрических размеров звеньев механизма.

По заданному коэффициенту k определяем угол :

.

По известной величине Н (ход ползуна) определяем ;

.

Для положения рабочего хода ,

мм.

Для положения холостого хода мм.

Из соотношения найдем . .

, следовательно .

, следовательно .

Структурный анализ кулисного механизма.

Примем следующие обозначения звеньев механизмов: О – стойка, 1- кривошип , 2 – камень А кулисы, 3 – кулиса , 4 – шатун BF, 5 – ползун F.

Количество подвижных звеньев n=5.

Кинематические пары: 1) стойка - кривошип , 2) кривошип - камень А, 3) камень А - кулиса , 4) кулиса - стойка, 5) кулиса - шатун BF, 6) шатун BF - ползун F, 7) ползун F – стойка.

Количество кинематических пар пятого класса . Степень подвижности механизма .

Структурные группы механизма: 1) стойка – кривошип - механизм I класса, I порядка по Артоболевскому, I класса, I порядка по Ассуру. 2)камень А – кулиса - группа II класса, II порядка по Артоболевскому и по Ассуру. 3) шатун - ползун - группа II класса, II порядка по Артоболевскому; I класса, II порядка по Ассуру. Механизм относится к II классу, II порядку по Артоболевскому; I классу, II порядку по Ассуру.

Рисунок 1 − Механизм поперечно-строгального станка

n=2

p₅=3

W=0

II класс, II порядок по Артоболевскому

Iкласс, II порядок по Ассуру

n=2

p₅=3

W=0

II класс, II порядок по Артоболевскому

II класс, II порядок по Ассуру

W=1

I класс, I порядок по Артоболевскому

Iкласс, I порядок по Ассуру

Рисунок 2 − Структурный анализ механизма

Кинематическое исследование шестизвенного механизма.

Планы механизма. Строим механизм (масштаб 1:2.5) (лист I). Строим планы механизма, начиная с построения положений ведущего звена – кривошипа . Кривошип изображается в 15 положениях (в приложении на листе I указаны два положения механизма – рабочего и холостого хода).

Рабочий ход.

План скоростей.

Угловая скорость вращения кривошипа .

Скорость точек определяем по формуле . Пусть . .

Масштаб плана скоростей .

Скорость точки определяем графическим решением уравнения , ||

, , . .

Угловая скорость звена .

Ускорение Кориолиса . Обозначим направление ускорения Кориолиса, для чего повернем вектор по направлению угловой скорости на 90°.

Скорость точки В найдем по формуле ,

- откладываем на плане скоростей.

Чтобы определить скорость точки F , воспользуемся векторным уравнением: , bf BF.

, следовательно .

Скорость центров масс кулисы 3 находим по теореме о подобии , .

План ускорений.

Ускорение точки А₁ и А₂ найдем по формуле , . Пусть .

Масштаб ускорений .

, соответственно , .

Решим графически уравнения , ,

, .

.

Угловое ускорение звена .

Ускорение точки В определяем на основании теоремы о подобии , .

Ускорение точки F определяем графическим построением уравнения , || .

, следовательно .

Ускорение центров масс кулисы 3 находим по теореме о подобии . Следовательно, .

2.3.2 Холостой ход.

План скоростей.

Угловая скорость вращения кривошипа .

Скорость точек определяем по формуле . Пусть . .

Масштаб плана скоростей .

Скорость точки определяем графическим решением уравнения , ,

, , || . .

Угловая скорость звена .

Ускорение Кориолиса .

Скорость точки В найдем по формуле .

Чтобы определить скорость точки F , воспользуемся условием, что ||хх и векторным уравнением: , bf BF.

, следовательно .

Скорость центров масс кулисы 3 находим по теореме о подобии , .

План ускорений.

Ускорение точки А₁ и А₂ найдем по формуле ,

. Пусть .

Масштаб ускорений .

, соответственно определяем как . .

Решим графически уравнения

, .

.

Угловое ускорение звена .

Ускорение точки В определяем на основании теоремы о подобии , .

Ускорение точки F определяем графическим построением уравнения , || .

. Следовательно, .

Ускорение центра масс кулисы 3 находим по теореме о подобии . Следовательно, .

Таблица 1 − Величины отрезков, мм, изображающих в масштабе скорости точек звеньев механизмов

отрезок	Значение в положении
	87.5	156.3
		155.5
	43.75	78.2
	1229.94
	733.2	598.17

Таблица 2 − Величина угловой скорости кулисы

Параметр	Значение в положении
, рад/с	0.68	1.2

Таблица 3 − Величины отрезков, мм, изображающих в масштабе ускорения точек звеньев механизмов

Отрезок	Значение в положении
	111.6	76.1
	64.2	70.2
	55.8	38.1
	32,1	35,1
	1229.94
	733.2	598.17

Таблица 4 − Величины отрезков, мм, изображающих в масштабе нормальное ускорение

Параметр	Значение в положении
,	0.34	0.86

Таблица 5 − Величины скоростей и ускорений характерных точек механизма

Параметр	Значение в положении
,	0.86	0.86
,	0.5	0.71
,	0.42	0.75
,	0.84	1.5
,	0.84	1.5
,	7.66	7.66
,	5.1	2.9
,	4.3
,	8.6	5.9
,	13.5	10.3

Таблица 6 − Величины углового ускорения кулисы

Параметр	Значение в положении
,	6.9	4.5

2.4 Кинетостатическое исследование шестизвенного механизма.

2.4.1 Определение результирующих сил инерции звеньев:

1.Кулисы

Рабочий ход: .

Холостой ход: .

2.Ползуна :

Рабочий ход: .

Холостой ход: .

2.4.2 Определение радиуса инерции:

кулисы .

;

Определение сил тяжести звеньев.

Сила тяжести кривошипа , где - масса зубчатого колеса 5.

Массу определяем через массу венца зубчатого колеса.

, - диаметр окружности впадин колеса 5.

.

S - площадь поперечного сечения венца колеса. Приняв ширину колеса равной b=40 мм и высоту сечения венца , определим площадь сечения: . - плотность материала колеса, считая, что колесо чугунное, принимаем .

;

.

Сила тяжести:

Кулисы ;

Резцовой призмы .

Рабочий ход.

Рассмотрим условия равновесия структурной группы, состоящей из ползуна 5 и шатуна 4.

;

Н;

;

Следовательно, результирующая сила инерции ;

Сила инерции ;

Определяем масштаб построения плана сил ;

;

Силы , найдем графически, построив план сил согласно уравнению

;

;

Рассмотрим группу, состоящую из звеньев и .

Условие равновесия: ;

Следовательно,

Определяем масштаб построения плана сил

;

;

;

;

Силy найдем графически, построив план сил согласно уравнению.

.

Рассмотрим равновесие ведущего звена – кривошипа :

;

;

Следовательно, ;

Определяем масштаб построения плана сил

;

.

Силy найдем графически, построив план сил согласно уравнению.

.

Холостой ход.

Рассмотрим условия равновесия структурной группы, состоящей из ползуна 5 и шатуна 4.

;

Н;

Сила инерции .;

Определяем масштаб построения плана сил ;

;

Силы , найдем графически, построив план сил согласно уравнению

;

;

Рассмотрим группу, состоящую из звеньев и .

Условие равновесия: ;

Следовательно,

Определяем масштаб построения плана сил

;

;

;

;

Силy найдем графически, построив план сил согласно уравнению.

.

Рассмотрим равновесие ведущего звена – кривошипа :

;

;

Следовательно, ;

Определяем масштаб построения плана сил ;

.

Силy найдем графически, построив план сил согласно уравнению.

.

Таблица 7 − Величины давлений в кинематических парах

Параметр	Значение в положении
	31075.97	836.43
	38239.9	1368.38
	15538.51	819.26
	22694.82
	686.7	686.7

Рычаг Жуковского.

;

Следовательно,

Погрешность .

Аналогичным образом можно проверить рабочий ход.