Рычажного механизма сенного пресса

2.1. Проектирование кривошипно-ползунного механизма

Используя рекомендации [6] и исходные данные, определяем длины кривошипа ОА, шатуна АВ, положение точки S₂ на шатуне АВ:

_OA = 15 = м.

_AB = _OA = м.

_AS = 0, 35 _AB = м.

2.2. Структурное исследование рычажного механизма

Определяем степень подвижности механизма по формуле Чебышева [1, 4, 7]:

W = 3n – 2p₅ – p₄,

где n = 3 – число подвижных звеньев;

Р₅= 4 – число кинематических пар 5-го класса;

Р₄= 0 – число кинематических пар 4-го класса.

W= .

Определяем класс и порядок механизма. Для этого расчленим механизм на группы Ассура. Он состоит из одной группы Ассура II-го класса 2-го вида 2-го порядка (звенья 2, 3) и механизма I-го класса, состоящего из входного звена 1 и стойки 4.

В целом рассматриваемый механизм II-го класса.

I(0; 1) → II(2; 3) – структурная формула строения механизма.

2.3. Построение схемы механизма

Приняв на чертеже отрезок ОА= мм, находим масштаб схемы механизма

м/мм.

Масштабная длина шатуна

мм.

Положение точки S₂ на схеме определим по выражению

мм.

В принятом масштабе вычерчиваем схему механизма для 8 положений входного звена (см. лист 2).

2.4. Построение плана скоростей механизма

План скоростей строим для заданного положения № механизма (см. лист 2).

Построение начинаем от кривошипа ОА.

Угловую скорость кривошипа ОА найдём из формулы:

1/с.

Величина скорости точки А конца кривошипа определяется по формуле:

= м/с.

Она направлена перпендикулярно ОА в сторону вращения.

Построение плана скоростей группы Ассура II-го класса 2-го вида (звенья 2, 3) производим согласно векторному уравнению

,

где скорость точки В звена 2 во вращательном движении относительно точки А, направлена перпендикулярно оси звена АВ;

– скорость точки В ползуна 3, направлена вдоль оси ОВ.

Принимаем = мм – вектор скорости точки А.

Масштаб плана скоростей вычисляем по формуле:

Скорость точки s₂ определяем по правилу подобия. Так как на схеме АS₂=0, 35AB, то и отрезок a s₂ на плане скоростей будет равен

a s₂ = 0, 35 a b = мм.

Найденную точку s₂ соединяем с полюсом p.

Истинное значение скорости каждой точки найдём по формулам:

Определяем угловую скорость шатуна АВ

1/с.

Указываем направление ω _ВА на схеме механизма.

Проектирование механизма и определение скоростей его точек для 8 положений входного звена проводим также с использованием программного модуля АРМ Slider [5, 8] (смотри приложение).

Полученные значения сводим в таблицу 2.1.

Значения скоростей точек звеньев кривошипно-ползунного механизма

Таблица 2.1

	Номера положения механизма

Определяем угловые скорости шатуна АВ для 8 положений с использованием АРМ Slider [5, 8] и сводим полученные значения в таблицу 2.2.

Значения угловых скоростей шатуна АВ

Таблица 2.2

	Номера положения механизма
, 1/c

2.5. Построение плана ускорений механизма

Построение плана ускорений проводим для заданного положения № механизма (см. лист 2).

Точка А звена ОА будет иметь только нормальное ускорение

оно направлено по звену ОА от точки А к точке О.

Принимаем мм – длину отрезка, изображающего на плане ускорений вектор нормального ускорения точки А кривошипа ОА.

При этом масштаб плана ускорений

.

Построение плана ускорений группы Ассура II класса 2-го вида (звенья 2, 3) производим согласно векторному уравнению

,

где ускорение ползуна 3, направлено вдоль оси ОВ;

нормальное ускорение точки В шатуна АВ при вращении его вокруг точки А, направлено вдоль оси звена АВ от точки В к точке А.

касательное ускорение точки В шатуна АВ при вращении его вокруг точки А (величина неизвестна), направлено перпендикулярно к оси звена АВ.

Определяем масштабную величину

мм.

Точку s₂ на плане ускорений находим по правилу подобия, пользуясь соотношением отрезков. Так как на схеме механизма AS₂= 0, 35AB, то

a s₂ = 0, 35 a b = мм.

Численные значения ускорений точек В, S₂, а также касательного ускорения найдём по формулам:

м/с²;

м/с²;

м/с².

Определяем величину углового ускорения звена АВ

1/с².

Указываем направление на схеме механизма.

Определение ускорений точки В звена 3 механизма для 8 положений производим с использованием программного модуля АРМ Slider [5, 8]. В результате расчетов для положения № механизма получили

= м/с².

2.6. Сравнение результатов расчетов и построений

для положения № механизма

По планам скоростей и ускорений получили:

м/с;

м/с ².

По результатам расчетов с использованием АРМ Slider имеем:

м/с;

м/с ².

Расхождения составляют:

2.7.Кинематические диаграммы движения точки В ползуна 3

Диаграммы перемещений, скоростей и ускорений ползуна получены с помощью программного модуля АРМ Slider [5, 8] и приведены в приложении.

Выводы: