ТММ. Синтез и кинематический анализ рычажных механизмов. Галкин П.А. - 5 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

ТГТУ | Тамбов

Составители: 

Рубрика: 

ВВЕДЕНИЕ
Данные методические указания рекомендуются для студентов при выполнении расчётно-графической работы (РГР) по
теории механизмов и машин в соответствии с программой стандарта специалистов (240801, 260601, 280102, 190601, 110301,
151001, 110304, 150400). Выполнение РГР предусмотрено в рамках самостоятельной работы студентов по дисциплине и
направлено на практическое освоение методов исследования и проектирования схем механизмов, необходимых для создания
машин, приборов, автоматических устройств и комплексов, развитие творческой деятельности студентов.
В методических указаниях приведены основные теоретические положения синтеза рычажных механизмов по заданным
условиям, а также методы их кинематического анализа с помощью кинематических диаграмм и планов скоростей и
ускорений на примере шарнирного четырёхзвенника и дезаксиального кривошипно-ползунного механизма. Также дана
последовательность выполнения расчётно-графической работы с необходимыми пояснениями.
Работа оформляется в соответствии с СТП ТГТУ 07–97 на стандартных листах бумаги формата А4 (210×297),
пронумерованных и сшитых в тетрадь с плотной обложкой. Графическая часть оформляется на листе бумаги формата А2
(420×594) и включает в себя графические построения для синтеза механизма в соответствии с заданием, кинематические
диаграммы движения выходного звена механизма, планы скоростей и ускорений для заданного положения механизма.
1. КИНЕМАТИЧЕСКИЙ СИНТЕЗ РЫЧАЖНЫХ МЕХАНИЗМОВ
1.1. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ
К рычажным относятся механизмы, в состав которых входят только низшие кинематические пары, к достоинствам
которых относится небольшой износ соприкасающихся поверхностей, долговечность и надёжность в работе. Эти механизмы
могут передавать значительные усилия и мощности, и обладают достаточно высоким КПД. Однако рычажные механизмы, в
отличие от кулачковых, воспроизводят только некоторые функции положения и не могут обеспечить любое наперёд
заданное движение ведомого звена.
Проектирование механизмов представляет собой сложную комплексную проблему, решение которой разбивается на
несколько этапов. Первым этапом является выбор кинематической схемы механизма, которая бы обеспечивала реализацию
выбранного закона движения. Ко второму этапу относится разработка конструкторских форм механизма, обеспечивающих
его прочность и долговечность. Третьим этапом проектирования является разработка технологических и технико-
экономических показателей механизма.
В теории механизмов рассматриваются и решаются задачи первого этапа проектирования, называемого синтезом
механизма, в рамках которого разрабатывается кинематическая схема механизма по исходным данным. Различают два этапа
синтеза механизма:
1. Структурный синтез, в ходе которого устанавливается структурная схема механизма по справочным материалам
или на основе анализа видов движения, которые должны быть реализованы. При этом из нескольких возможных
структурных схем следует выбрать наиболее простую.
2. Определение постоянных параметров выбранной схемы механизма с учётом заданных свойств. Этот этап начинается
с кинематического синтеза, под которым понимается определение постоянных параметров кинематической схемы
механизма по заданным его кинематическим свойствам. Если требуется учесть и динамические свойства механизма, то
решается задача динамического синтеза, под которым понимается проектирование кинематической схемы механизма с
определением параметров, характеризующих распределение масс звеньев.
Под параметрами синтеза понимаются независимые между собой параметры, определяющие схему механизма. К ним
относятся длины звеньев, положения точек, описывающих заданные траектории или имеющие заданные значения скоростей
и ускорений, массы звеньев, моменты инерции и т.п. Часть этих параметров может быть задана (входные параметры), другие
определяются в процессе синтеза (выходные параметры).
При синтезе механизма требуется учитывать многие условия, связанные с его назначением, эксплуатацией, технологией
изготовления и т.п. Из этих условий выбирают одно основное (например, получение заданной траектории или угла размаха).
Все остальные условия являются дополнительными (например, ограничения длин звеньев или углов давления, минимальные
габариты и т.п.). Основное условие выражается в виде функции, называемой целевой. Дополнительные условия
(ограничения) выражаются в виде неравенств, устанавливающих допустимые области существования параметров синтеза.
В данной работе рассматривается реализация кинематического синтеза на примере таких элементарных механизмов как
шарнирный четырёхзвенник и кривошипно-ползунный механизм, которые являются основой многих простейших четырёх- и
шестизвенных механизмов.
1.2. СВОЙСТВА ШАРНИРНОГО ЧЕТЫРЁХЗВЕННИКА
В зависимости от видов движений звеньев различают три разновидности этого механизма: двухкривошипный, в
котором ведущее и ведомое звенья совершают полный оборот; кривошипно-коромысловый, где одно звено непрерывно
вращается, а другое совершает возвратно-вращательное движение, и двухкоромысловый с возвратно-вращательным
движением обоих звеньев.
Двухкривошипный механизм (рис. 1, а) применяется для передачи вращения с одного вала А на другой D. При
равномерном вращении ведущего звена 1 ведомое 3 будет вращаться неравномерно, т.е. двухкривошипные механизмы
имеют переменное передаточное отношение, среднее значение которого всегда равно единице.

Страницы