Построение кинематических диаграмм.
Построение диаграммы перемещения.
Диаграмма перемещений строится по результатам полученным в ходе решения задач
на определение положения механизма в периоде одного цикла его движения.
Кинематическая диаграмма скоростей можно строить графическим
дифференцированием диаграммы перемещения.
Начнем построение графика перемещения SC=SC(t). Кривошип О
1А вращается с постоянным числом оборотов n=10 об/мин траекторию движения
делим на 8 равных частей А; А1; А2.А7.
Определяем соответствующие положения точек В; В1; В2.В
7.
Первое положение т. В соответствует крайнему левому положению механизма.
Положение точки В1 будем определять ее расстоянием от точки В.
Строим оси координат
и на оси абсцисс откладываем отрезок х который отображает время Т одного полного
оборота кривошипа.
Причем:
(сек)
Определяем масштаб оси абсцисс :
(сек/мм)
По оси ординат масштаб остается таким же как и масштаб m l т.е. m l = mS = 0,05
После полученные точки соединяем плавной кривой.
2.5.1. Построение диаграммы скоростей.
Для построения диаграммы скоростей точки В применим метод графического
дифференцирования методом хорд.
Под кривой перемещения строим кривую скоростей для этого из полюса Р взятого
на расстоянии Н=33,3мм. проводим лучи параллельные хордам диаграммы
перемещения. Тогда отрезки отсекаемые этими лучами с осью ординат
представляют собой скорость усредненную для каждого участка. Откладываем эти
отрезки в виде ординат по середине соответствующих промежутков, получаем в
осях ступенчатую линию, затем плавно скругляем ее и получаем график скорости
точки В.
Масштаб для данного графика принимаем:
где:
Н=33.3мм;
mt = 0.03 (сек/мм);
mS = 0,005 м/мм;
22. Использование методов графиков в кинематическом анализе
Целью кинематического анализа является определение кинематических особенностей исследуемого механизма: зависимостей положений выходных звеньев от положений входных звеньев (функций положения), а также вычисление скоростей и ускорений звеньев относительно стойки. Исходными данными для кинематического анализа являются кинематическая схема механизма, результаты структурного анализа и законы движения входных звеньев. Важнейшим этапом кинематического анализа является определение функций положения механизма. В зависимости от того, в каком виде определяются эти функции (график или формула), методы кинематического анализа подразделяются на графические и аналитические. Графические методы наиболее часто применяют для выполнения расчетов без использования компьютера, однако в настоящее время получили распространение инженерные пакеты программ, в которых функции положения вычисляются на основе графических построений (APM WinMachine). Анализ кинематики плоских механизмов выполняется также методом векторных планов, который позволяет рассчитывать скорости и ускорения промежуточных звеньев. Преимуществом аналитических методов является возможность вычисления положений, скоростей и ускорений звеньев механизма с требуемой точностью при различных законах движения входных звеньев. Современные математические пакеты программ (MathCAD, MathLAB, Maple) позволяют существенно облегчить выполнение преобразований и построение кинематических диаграмм. Применение аналитических методов ограничивается тем, что не для всякого механизма можно составить удобную с точки зрения анализа и дальнейшего использования формулу, задающую функцию положения. При выполнении курсовых заданий студент самостоятельно обосновывает выбор методов кинематического анализа и прикладных программ, с помощью которых будут проведены необходимые вычисления.
23. Построение плана положений плоского механизма
Планом положения механизма называется чертеж, изображающий расположение его звеньев в какой-то определенный момент движения. Отсюда следует, что план положения представляет собой кинематическую схему механизма, вычерченную для заданного положения механизма.
Планы положений механизмов, включающих в себя двухповодковые группы, строятся методом засечек.
Построить план положения механизма для заданного угла поворота ц1 ведущего звена при O A = 0,120 м; AB = 0,580 м;
O B = 0,660 м; O C = 0,330 м; CD = 0,600 м; а = 0,350 м; b = 0,430 м;
с = 0,170; б = 210°.
Для построения плана принимаем, что длину кривошипа O A на схеме будет изображать отрезок О1А, длина которого равна 120 мм,
тогда масштаб плана м/мм. Затем вычисляем значения длины других отрезков, изображающих звенья механизма, которые будем откладывать на чертеже, мм:
; ;
(2.4)
Построение плана начинаем с нанесения элементов неподвижного звена (точек опор О1 и О2 и линии хода ползуна y – y). Под углом б =210° к линии x – x из точки О1 проводим ось ведущего звена и от точки О1 откладываем на ней отрезок О1А, равный длине кривошипа.
Затем определяем положение точки В. Для этого из точки А радиусом АВ и точки О2радиусом ВО2 делаем засечки. На продолжении звена АВ находим положение точки С. Для того чтобы найти положение точки D, проводим дугу из точки С – радиусом CD. Точка пересечения с линией хода ползуна будет точкой D.
Частота вращения кривошипа О1А n1 = 165 об/мин.
Угловая скорость кривошипа О1А, с-1,
.
24. Построение планов скоростей для плоского механизма
Построение плана скоростей. Линейную скорость точки B звена 1 определяем по формуле вращательного движения
vB1 = w 1 * lAB= 6.44* 0.117 = 0.76 м/с,
На плане скорость vB1 изображается отрезком pvb. Зададимся величиной этого отрезка pvb= 76 мм ,и определим масштаб плана скоростей m v = pvb/vB1 = 76/0.76 = 100 мм/м*с-1.
Для определения скорости точки B звена 3 составим векторное уравнение сложного движения
из графического решения этого уравнения находим значения скорости
vB3 = pv b3/ m v = 70/100 = 0.7 м/с,
vB3B1 = b3 b1/ m v = 30/100 = 0.3 м/с.
Скорость точки D и центра масс звена 3 определяем пропорциональным делением отрезков плана скоростей:
Угловую скорость звена 3 находим по следующей формуле:
w 3 = vD / lCD = 1.05/0.728 = 1.43 рад/с.
Для определения скорости точки Е звена 5 составим векторное уравнение сложного движения