СТРУКТУРНИЙ АНАЛІЗ МЕХАНІЗМУ

 

Схема механізму і вхідні дані для дослідження наведені в додатку 1. Механізм пресу (рис. 1) складається з електродвигуна, планетарного редуктора (електродвигун і планетарний на рис.1 не зображені), відкритої зубчатої передачі коліс 4 і 5 (з числами зубців Z4 і Z5). Механізм пресу складається з п’яти ланок, де ланка 1 – вихідна і ланка 5 вихідна (повзун). Визначимо основні типи ланок, характер руху, клас і назву кінематичних пар. Результати занесемо в таблицю 1.

Всі кінематичні пари механізму – плоскі і забезпечують відносний рух ланок тільки в одній або паралельних площинах, тому механізм також плоский.

 

Рис. 1 – механізм преса.

 

Табл. 1 - характеристика ланок і кінематичних пар.

Ланки механізму
Позначення Назва ланки Характер руху
Стійка, корпус, станина, опора Нерухомий
Кривошип, кулачок і зубчате колесо 5. Обертальний
Шатун Плоский
Коромисло Обертальний
Шатун Плоский
Повзун Поступальний
Штовхач Поступальний
Зубчасте колесо 4 Обертальний
Кількість рухомих ланок механізму 7
Кінематичні пари (КП)
О1 Обертальна 0,1
О2 Обертальна 0,3
А Обертальна 1,2
В Обертальна 2,3
С Обертальна 3,4
D Обертальна 4,5
D1 Поступальна 5,0
O3 Обертальна 0,7
Е Поступальна 6,0
K Складний, вища КП 1,6
L Складний, вища КП 1,7
Кількість кінематичних пар 5-го класу ;
Кількість кінематичних пар 4-го класу
           

 

Ступінь волі визначимо за формулою Чебишева:

Для визначення класу механізму треба замінити всі кінематичні пари 4-го класу на кінематичні ланцюги, в котрих є тільки кінематичні пари 5-го класу

(рис. 2).

Групи Ассура (нульові групи) зображені на рис. 3 в порядку їх відокремлення, а начальний механізм, тобто ведуча ланка, на малюнку 4.

 

 

Рис. 2 - Механізм преса після заміни кінематичних пар 4-го класу

 

 

Рис. 3 - Групи Асура 2-го класу і другого порядку

 

 

Найвищий клас груп Аcсура – другий, тож і увесь механізм другого класу.

 

 

Рис. 4 – Механізм 1-го класу Структурна формула побудови механізму.

 

СИНТЕЗ МЕХАНІЗМУ ПРЕСУ

Для синтезу механізму задані такі дані:

О1А = 51 мм; АВ = 307 мм; О2В= 210 мм; О2C= 205 мм; СD = 205 мм

L1/= О1А+ АВ=51+307=358 мм; L2/= О2В= 210 мм

та кут 25° який визначає положення ланок механізму.

Аналізуючи схему механізму та заданні данні визначаємо, що довжина всіх ланок механізму задана. Довжину ходу Н та відстань О1О2 потрібно визначити з креслення.

 

ПЛАНИ МЕХАНІЗМУ

 

Довжину відрізка О1А на кресленні приймаємо рівним 25 мм. Масштабний коефіцієнт побудови планів механізму:

μ1 = lO1A/O1A = 0,051/25 = 0,00204 м/мм

Довжини відрізків, які зображують ланки на планах:

О1А = 25 мм;

AB = 0,307/0,00204 = 150,49 мм;

О2B= 0,21/0,00204 = 102,94 мм;

О2C= 0,205/0,00204 = 100,49 мм;

СD = 0,205/0,00204 = 100,49 мм;

L1/=0,358/0,00204 =175,49 мм;

L2/= О2В= 102,94 мм.

З креслення визначаємо:

CB = 44,095·0,00204 = 0,08995 м

Кут перекриття θ = 6,11°

H = 18,21 мм, H1 = 14,08 мм

l0 =203,45·0,00204 = 0,415 м

 

Креслимо механізм в двох крайніх положеннях і в положенні ·заданим (керівником проекту) кутом α1 = 310,39° до осі Х, яка проходить через центр обертання кривошипа О1 і ланки 3 - О2

Робимо вимірювання на планах механізму переміщення повзуна 5 і, з урахуванням масштабного коефіцієнту, записуємо в таблицю 2.

 

Рис. 5 – Механізм пресу

 

Таблиця 2 – переміщення повзуна в залежності від кута.

  положення кривошипа
Кут повороту кривошипа від осі Х в градусах 30,4° 310,39° 204,28°
Переміщення повзуна в мм креслення 14,08 18,21
Дійсне переміщення повзуна в м 0,0287 0,0371

 

Визначимо кут перекриття за формулою: θ = 180 – (α1k10 )

θ = 180° – (204,28° – 30,4°) = 6,12°

 

Коефіцієнт зміни середньої швидкості вихідної ланки дорівнює:

k = (180° + θ)/(180° – θ) = (180° + 6,12°)/(180° – 6,12°) = 1,07