Расчет рычажного механизма

Министерство образования Российской Федерации

Рыбинская государственная авиационная

технологическая академия

Кафедра «Основы конструирования машин»

КУРСОВОЙ ПРОЕКТ

ПО КУРСУ Т.М.М.

Расчётно-пояснительная записка

Рыбинск 2006 г.

1 Структурный анализ и геометрический синтез рычажного механизма

Структурная схема рычажного механизма, показанная на рис. 1

Рисунок 1 – Структурная схема механизма

Размеры коромысла: l_BE = 0,6 м; y = 0,2 м;

Углового размаха коромысла ψ = 55⁰ .

Входное звено – кривошип.

Коэффициент изменения средней скорости выходного звена k = 1,07.

Максимальные углы давления в кинематических парах В и D δ^max = 38⁰ .

Направление действия силы полезного сопротивления F _ПС - по стрелке.

Угловая скорость кривошипа: w ₁ =12 рад/с.

Значение силы полезного сопротивления: F пс=3000Н.

Модуль зубчатого зацепления: m=30 мм.

Числа зубьев колёс: Z 1=16, Z 2=20.

2 Структурный анализ рычажного механизма

Вычерчиваем структурную схему механизма и указываем на ней номера и наименования звеньев. Звено 5 является выходным, так как к нему приложена сила полезного сопротивления F _ПС .

Рисунок 2 – Структурная схема механизма: 1 – кривошип; 2, 4 – шатуны; 3-коромысло; 5 – ползун; 6 – стойка.

Составляем таблицу кинематических пар

Таблица 1 – Таблица кинематических пар

№ кинем. Пары	Обозначение	Звенья, входящие в пару	Класс	Тип	Относительное движение звеньев
1 2 3 4 5 6 7	О А B E C D D	1,6 1,2 2,3 6,3 3,4 4,5 6,5	5 5 5 5 5 5 5	Низшая Низшая Низшая Низшая Низшая Низшая Низшая	Вращательное Вращательное Вращательное Вращательное Вращательное Вращательное Поступательное

Определяем число степеней подвижности механизма по формуле Чебышева

W = 3n – 2 p ₅ – 2p ₄ + q _ПС , (1)

где n = 5 – число подвижных звеньев (см. рис. 2);

p ₅ = 7 – количество пар 5 класса (см. табл. 1);

p ₄ = 0 – количество пар 4 класса (см. табл. 1);

q _ПС = 0 – число пассивных связей. В рассматриваемом механизме нельзя отбросить ни одно из звеньев так, чтобы это не сказалось на законе движения выходного звена.

Подставляем значения в формулу (1) и выполняем вычисления.

W = 3 · 5 – 2 ·7 = 1

В механизме одно входное звено.

Расчленяем механизм на простейшие структурные составляющие.

Формула строения I (1,6) → II (2,3) → II (4,5)

Механизм в целом относится ко второму классу.

3. Определение недостающих размеров звеньев

Размер звеньев будем определять графоаналитическим методом.

Для построения планов механизма выберем стандартный масштабный коэффициент длины μ₁ = 0,01 м / мм.

Определяем длины отрезков на планах, соответствующие звену 3.

|ВЕ | =|ЕС | = l_BE / μ₁ = 0,6 / 0,01 = 60 мм

Вычерчиваем планы звена 3 в крайних положениях, выдерживая между ними угол размаха ψ = 55⁰ (рисунок 4). Крайнее правое положение в дальнейшем будем обозначать верхним индексом К 1, а крайнее левое – К 2.

Из точки В проводим вектор её скорости V_B . Ввиду того, что звено 3 совершает вращательное движение вокруг точки Е , он направлен перпендикулярно ВЕ.

Вследствие расположения центра вращения кривошипа (точка О) слева от коромысла угол давления δ^max _вр принимает наибольшее значение, равное 38°^, в положении К 1. Проводим под этим углом к вектору V _В прямую В ^{k 1} N ¹ , по которой направлены звенья 1 и 2 в этом положении.

Вычисляем величину угла перекрытия:

Θ = =6°5´

Из точки В ^{k 2} проводим вспомогательную прямую В ^{k 2} Н, параллельную В ^{k 1} N ¹ .

Строим угол НВ ^{k 2} N ² , равный Θ, и проводим прямую