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 = l_O1A/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 – (α_1k -α₁₀)

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