ІІ. Синтез плоских механізмів з нижчими парами
Задачею синтезу механізмів є визначення деяких параметрів механізмів при заздалегідь заданих вимогах. Якщо визначаються розміри окремих ланок механізму, то має місце метричний синтез. Розглянемо декілька таких задач, пов’язаних з завданнями на курсове проектування.
Синтез кривошипно-повзунного механізму
При заданій лінійній швидкості поршня Vn в середньому положенню, яке відповідає куту φ1=900, і заданій кутовій швидкості знаходимо довжину кривошипа
(2.1)
Для центральних кривошипно-повзунних механізмів знаходимо довжину ходу поршня:
(2.2)
По заданим і
знаходимо довжину шатуна і положення центру мас шатуна.
2.2. Проектування схеми кулісного механізму з коливною кулісою за заданим ходом повзуна Н і коефіцієнтом зміни середньої швидкості (рисунок 2.1)
Рисунок 2.1
Кут коливання куліси дорівнює . З рівності відрізків
і
маємо:
З трикутника знаходимо довжину куліси:
(2.3)
Вісь оберту кривошипа О вибирається на максимальній відстані від точки О1, яка допускається конструкцією. Чим більша ця відстань, тим вищий коефіцієнт корисної дії механізму. Якщо прийняти , де аО – конструктивний розмір, то
. (2.4)
З трикутника :
. (2.5)
Підставимо (2.5) в (2.4) і одержимо міжосьову відстань:
(2.6)
За залежністю (2.5) визначається радіус кривошипа.
Визначимо віддаль від осі обертання куліси до напрямних повзуна . Якщо точку
вибрати посередині стрілки сегмента
, то кути тиску в парі шатун-повзун будуть мінімальними:
. (2.7)
Довжина шатуна визначається з умови допустимого кута тиску і може бути збільшена за конструктивних міркувань. Мінімальна довжина шатуна дорівнює:
2.3 Проектування схеми механізму з кулісою, яка обертається, за заданим ходом повзуна Н, коефіцієнтом зміни середньої швидкостіК, а також
Необхідно визначити довжину кривошипа та шатуна
(рисунок 2.2)
Для центрального кривошипно-повзунного механізму О1ВС одержуємо:
В рівнобедреному трикутнику А1ОА2 кути при основі дорівнюють . Після обчислення
за формулою
знаходимо довжину
кривошипа:
Якщо не задана, то довжину шатуна визначають за допустимим кутом тиску.
Рисунок 2.2
2.4. Проектування схеми кулісного механізму за заданим коефіцієнтом зміни середньої швидкості, заданими розмірами і
Необхідно визначити довжину кривошипа (рисунок 2.3).
Визначається кут . Визначається радіус
При графічній побудові з точки О проводиться дотична до кола радіусом , від дотичної відкладаються кути
і знаходяться крайні положення куліси. Перпендикуляри, опущені з т. О на кулісу, визначають розмір
. При аналітичному визначенні довжини кривошипа підраховується розмір
а потім
Рисунок 2.3
2.5 Проектування схеми кривошипно-повзунного механізму за заданим ходом повзуна Н, коефіцієнтом зміни середньої швидкості К.
Необхідно визначити довжину кривошипа та шатуна. За заданим К визначається кут .
Рисунок 2.4
При графічній побудові з точки В1 проводимо перпендикуляр до Х – Х, а з точки В2 відкладаємо кут (рисунок 2.4) і знаходимо точку перетину
. Знаходимо центр кола О, проводимо коло
. Центр оберту кривошипа О1 знаходимо за заданим е або а. Довжини кривошипа і шатуна знаходяться за формулами: