Методика выполнения работы и обработки результатов

2.3.1 Начертить схему механизма, обозначить звенья арабскими цифрами, кинематические пары - латинскими буквами.

2.3.2 Перечислить подвижные звенья, высшие и низшие кинема­тические пары, указать их число.

2.3.3 Вычислить по формуле (2.1) степень свободы механизма, исключив пассивные условия связи и лишние степени свободы.

2.3.4 Заменить внешние пары низшими и начертить схему мгно­венного заменяющего механизма. Убедиться в том, что степень подвижности заменяющего механизма совпадает со степенью под­вижности исходного механизма.

2.3.5 Выбрать входное звено (входные звенья), которое обя­зательно должно образовывать со стойкой кинематическую пару.

2.3.6 Отсоединить наиболее удаленную от входного звена структурную группу второго класса, состоящую из двух звеньев в трех кинематических пар. Оставшаяся часть кинематической цепи должна оставаться механизмом с прежней степенью свободы, а не распадаться на отдельные звенья.

Если не удается выделить группу второго класса, то отделить группу Ассура более высокого класса. Все остальные группы должны удовлетворять условию (2.2).

Выделять группы до тех пор, пока не останутся только входные звенья со стойкой.

Все группы Ассура обвести на схеме тонкой линией и указать класс и порядок групп.

2.3.7 Записать формулу строения механизма.

2.3.8 Указать класс и порядок механизма.

Составление отчёта

Составить отчет по лабораторной работе согласно прилагаемой форме.

Форма отчета

Лабораторная работа №2

Структурный анализ механизма

1 Цель работы

2 Схема механизма и заменяющего механизма

3 Характеристика структуры механизма

Выводы

Работу выполнил

Работу принял

Лабораторная работа №3

Кинематический анализ рычажных механизмов методом диаграмм

Цель работы

Построение диаграммы углового или линейного перемещения выходного звена в зависимости от угла поворота входного звена, получение диаграмм, аналогов скоростей и ускорений методом графи­ческого дифференцирования. Определение действительных значений скорости и ускорения. Для выбранного положения выходного звена по диаграммам аналогов скоростей и ускорений в зависимости от угловой скорости входного звена.

Общие сведения

В механизмах выходное звено 3 (Рис.3.1) может совершить либо угловые перемещения (Рис. 3.1, а), либо линейные (Рис. 3.1, б).

Если угловая скорость входного звена не задана, то для кинематического анализа механизма можно построить диаграмму перемещений в зависимости от угла поворота входного звена. Для этого на механизме или его макете определяют нулевое положение ме­ханизма (соответствует угловому перемещению или линейному звена 3). Поворачивая входное звено каждый раз на один и тот же угол (например, на 30°), замеряют текущие перемещения . Путем вычитания нулевого значения . Из каждого текущего перемещения вычисляют истинные значения перемещений. Угловые перемещения из градусов переводят в радианы.

Выбирают масштаб угла поворота входного звена

(3.1)

где - угол поворота входного звена за цикл, рад;

L - длина отрезка по оси абсцисс, соответствующая углу поворо­та за цикл, мм.

Масштаб линейных перемещений выходного звена

(3.2)

где - максимальное перемещение выходного звена, м;

- максимальная ордината диаграмм перемещений, мм.

С учетом масштаба К_S вычисляют ординаты перемещений 11', 22', 33' и т.д. для всех положений звеньев механизма и строят диаграмму линейных перемещений в виде плавной кривой (Рис. 3.2, а).

Рис. 3.1,б - Кривошипно-ползунный механизм

Для угловых перемещений выходного звена масштаб угловых перемещений

. (3.3)

Для дальнейшего кинематического анализа механизмов чисто геометрическим путем вводят понятия аналогов скоростей и уско­рений. Наличие же закона движения входного звена (т.е. угловой скорости) позволит вычислить конкретные значения скоростей и ускорений выходного звена.

При угловых перемещениях выходного звена 3 (Рис.3.1.а) для определения аналогов скоростей и ускорений угол его поворота выражают зависимостью от обобщенной координаты входного звена, в качестве которой принимают угол поворота.

Угловая скорость выходного звена

, (3.4)

где - угловая скорость входного звена;

аналог угловой скорости звена 3 или передаточное отношение от звена 3 к звену 1, безразмерная величина.

Угловое ускорение выходного звена

,(3.5)

где - угловое ускорение входного звена, I/c²;

- аналог углового ускорения звена 3, безразменая величина.

При равномерном вращении входного звена и угловое ускорение выходного звена

(3.6)

При поступательном перемещении выходного звена 3(Рис.3.1, б) скорость точки С этого звена

(3.7)

где - модуль радиуса-вектора, определяющего положение точки С_i звена 3;

- аналог скорости точки С_i или передаточное отношение от точки С_i к звену 1, м;

Ускорение точки С_i выходного звена 3

, (3.8)

где - аналог ускорения точки, м.

При равномерном вращении входного звена

. (3.9)

Аналоги скоростей и ускорений получают графическим дифференцированием. Суть графического дифференцирования методом хорд заключается в следующем (Рис. 3.2).

На всех участках 0-1, 1-2 и т.д. диаграмм перемещений кривые заменяют хордами 01',12' и т.д. Под диаграммой перемещений (Рис. 3.2, а) строят оси координат и на продолжении оси влево откладывают отрезок (полюсное расстояние) произвольной длины (Рис. 3.2, б). Из точки проводят прямые и т.д., параллельные соответствующим хордам 01',12' и т.д. диаграмм перемещений. Отрезки и т.д. на оси ординат пропорциональные аналогу средних скоростей участков. Эти отрезки откладывают на серединах соответствующих участков. Полученные точки b,c,d и т.д. соединяют плавной кривой и получают диаграмму аналога скорости от середины первого участка до середины последнего участка . Для построения полной диаграммы ее ось абсцисс удлиняют еще на один участок и продолжают диаграмму.

Диаграмму аналога ускорения строят аналогичным путем (Рис. 3.2, в).

При построении диаграмм строго соблюдают характерные зави­симости между интегральной (например, перемещение) и дифферен­циальной (например, аналог скорости) кривыми: экстремумам; интег­ральной кривой соответствуют нулевые значения ординат дифферен­циальной кривой; точкам перегиба интегральной кривой соответст­вуют экстремумы дифференциальной кривой; возрастающим ординатам интегральной кривой соответствуют положительные значения ординат дифференциальной кривой, убывающим - отрицательные; ординаты дифференциальной кривой, соответствующие началу и концу цикла установившегося движения, равны друг другу.

Масштаб аналога линейной скорости выходного звена

, (3.10)

где - полюсное расстояние, мм.

Масштаб аналога линейного ускорения выходного звена

, (3.11)

где - полюсное расстояние, мм.

Для углового перемещения выходного звена масштабы аналогов угловой скорости и углового ускорения вычисляются по следующим зависимостям:

I/ (3.12)

(3.13)

Рис. 3.2, а - Графическое построение развертки положений ползуна

Рис. 3.2, б – Диаграмма аналога скорости ползуна

Рис. 3.2, в – Диаграмма аналога ускорений ползуна

Если задан закон движения входного звена (например, ), то графическим дифференцированием можно построить диаграммы непосредственно скорости и ускорения. При этом масштабы диаграмм вычисляют по следующим зависимостям:

масштаб времени:

(3.14)

масштаб угловой и линейной скоростей выходного звена:

I/ (3.15)

м/ (3.16)

масштабы углового и линейного ускорений выходного звена

I/ (3.17)

м/ (3.18)

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском по сайту: