Кинематический анализ кривошипно-ползунного механизма.

Кривошипно-ползунный (кривошипно-шатунный) механизм- четырехзвенник с тремя вращательными и одной поступательной кинематическими парами. Он предназначен для преобразования вращательного движения кривошипа 1 в поступательное движение ползуна 3. При этом шатун 2 совершает сложное плоскопараллельное движение (рис.2).

Кинематический анализ кривошипно-ползунного механизма. - student2.ru

Рис.2

Скорость и ускорение ползуна могут быть определены графически методом плана скоростей и ускорений.

Построение планов скоростей и ускорений начинаем с построения плана положений механизма. Для этого в масштабе КL вычерчиваем кинематическую схему механизма, с обозначением звеньев и направлением вращения кривошипа w [1/c].

Разбиваем окружность (геометрическое место точек В кривошипа) на равные углы (30о). В1- крайнее левое положение ползуна. Таким образом получили 13 положений точки В (В1 и В13 совпадают). Делая засечки на линии х-х (линия движения ползуна) радиусом ВС, находим соответствующие 13 положений точки С ползуна.

Из теоретической механики известно, что плоскопараллельное движение фигуры в ее плоскости складывается из поступательного движения вместе с точкой фигуры (полюсом) и вращательного движения вокруг этого полюса.

Скорость ползуна: Кинематический анализ кривошипно-ползунного механизма. - student2.ru

Для нахождения скорости ползуна достаточно знать величину и направление одной составляющей векторного уравнения и направление двух остальных составляющих.

Кинематический анализ кривошипно-ползунного механизма. - student2.ru - скорость ползуна (направлена вдоль оси движения ползуна)

Кинематический анализ кривошипно-ползунного механизма. - student2.ru - скорость точки В кривошипа (направлена перпендикулярно радиусу кривошипа)

Кинематический анализ кривошипно-ползунного механизма. - student2.ru - относительная скорость точки С ползуна относительно полюса В (направлена перпендикулярно шатуну ВС).

Построение плана скоростей. Из произвольно выбранного полюса Р (рис.3) откладываем вектор скорости Кинематический анализ кривошипно-ползунного механизма. - student2.ru перпендикулярно радиусу кривошипа произвольной величины и вводим масштабный коэффициент скорости Кинематический анализ кривошипно-ползунного механизма. - student2.ru . Проводим направления скоростей Кинематический анализ кривошипно-ползунного механизма. - student2.ru и Кинематический анализ кривошипно-ползунного механизма. - student2.ru . После построения плана скоростей величину скорости ползуна находим, умножая длину вектора Кинематический анализ кривошипно-ползунного механизма. - student2.ru на масштабный коэффициент скорости. На рис.2.показаны примеры построения плана скоростей и плана ускорений для угла поворота кривошипа Кинематический анализ кривошипно-ползунного механизма. - student2.ru =30о.

Построение плана ускорений. Ускорение точки С ползуна складывается из ускорения точки В кривошипа и двух составляющих (нормального и тангенциального) относительного ускорения:

Кинематический анализ кривошипно-ползунного механизма. - student2.ru

Кинематический анализ кривошипно-ползунного механизма. - student2.ru - полное ускорение точки В кривошипа (направлено к центру вращения кривошипа)

Кинематический анализ кривошипно-ползунного механизма. - student2.ru

Рис.3

Кинематический анализ кривошипно-ползунного механизма. - student2.ru - нормальное ускорение шатуна СВ (направлено вдоль шатуна от С к В)

Кинематический анализ кривошипно-ползунного механизма. - student2.ru - тангенциальная составляющая относительного ускорения (направлена перпендикулярно шатуну СВ).

Из произвольно выбранного полюса Q (рис.3) откладываем вектор ускорения Кинематический анализ кривошипно-ползунного механизма. - student2.ru произвольной величины и вводим масштабный коэффициент ускорения Кинематический анализ кривошипно-ползунного механизма. - student2.ru . Из конца вектора откладываем Кинематический анализ кривошипно-ползунного механизма. - student2.ru , длина вектора Кинематический анализ кривошипно-ползунного механизма. - student2.ru . Из построения находим величину Кинематический анализ кривошипно-ползунного механизма. - student2.ru , умножая длину вектора на масштабный коэффициент ускорения.

Наши рекомендации