Построение кинематической схемы механизма

  Структурную схему механизма, выполненную в масштабе, называ­ют кинематической схемой. Кинематическая схема механизма позволяет проводить кинематический и силовой его анализы. Действительный размер звена обозначают буквой ℓ с индексами названия.                           

Пример:

- ℓ_АВ – действительная длина звена (АВ), м

- (АВ) – длина этого звена на чертеже, мм

Отсюда выражение, определяющее масштаб, длин:

                                            (1.6)

В курсовом проекте масштаб длин следует выбирать так, чтобы схема механизма помещалась на 1/4 ÷ 1/6 части формата 24. Ориентиром при этом служит максимальное значение из ряда заданных размеров.

 

Пример1: Дана структурная схема механизма на рис.1.3. Заданы размеры некоторых звеньев и коэффициент изменения скорости:

Рисунок 1.7 - Кинематическая схема механизма

ℓ_ОА= 0,13 м, ℓ_ВС = 0,8 м

ℓ_У = 0,7 м, ℓ_ВS3 = 0,25 м

k_V = 1,42

Порядок выполнения:

1. Ориентиром здесь при выборе масштаба следует считать ℓ_ВС = 0,8 м. Принимаем на чертеже размер (ВС)= 200 мм, тогда по формуле (1.6):

 

 

2. Определяем недостающие размеры звеньев. Применив формулы (1.3 и 1.4) определяем расстояние ℓ_ОВ,

 

3. Вычисляем размеры звеньев на чертеже (Рис.1.7).

          

По найденным размерам звеньев строим кинематическую схему механизма повторив пункты 4, 5, 6 в разделе 1.4.2.

4. Для построения 12 положений механизма разделим траекторию, описанную точкой А кривошипа ОА, на 12 частей, следующим образом: угол j_х холостого хода на рисунке 1.6. разделим на 4 равных частей, а остальную (рабочий ход) - на 8 равных частей.

5. Отмеченные на окружности точки А₀, А₁ … А₁₁ соединяем с центром В. Откладываем на них расстояние (ВС), получаем положения звена 3.

6. От точки В на расстояние У проводим горизонтальную линию, на которой намечаем положения звена 5

7. От точки С звена 3 проводим вертикальные линии до направляющей звена 5, отмечаем их точками С_0, С_{1 …} С₁₁. Таким образом получаем 12 положений звеньев механизма (рис. 1.7).

Пример 2. Дана структурная схема кинематической цепи на рис.1.4. Заданы размеры некоторых звеньев и размах (крайние положения) коромысла,   

Рисунок 1.8 - Кинематическая схема механизма

 

ℓ_Х = 0,25 м, ℓ_Х1 = 0,17 м

ℓ_У= 0,11 м, y₃^"= 135°, y₃^'= 95°, ℓ_СВ = 0,25 м, ℓ_СD = 0,18 м, ℓ_DE= 0,17 м,

k_V = 1,5, ℓ_AS2= 0,05 м, ℓ_DS4 = 0,085 м

ℓ_СS3 = 0,09 м

Порядок выполнения:

1. Ориентиром здесь при выборе масштаба следует считать ℓ_СB=0,25м. Принимаем на чертеже размер (ВС)= 200 мм, тогда по формуле (1.6): 

 

 

2. Приняв ось вращения О кривошипа определяем центр вращения коромысла       

СВ и положение направляющей ползуна 5

3. Отложив от вертикали в точке С углы  и  найдем крайние положения коромысла 3, соответственно крайние положения  и

.

4. Соединим  и  с осью вращения О кривошипа.

5. Размеры кривошипа (ОА) и шатуна (АВ), на чертеже определяем по формуле (1.2.):

6. Действительные их длины:

 

7. Вычисляем размеры звеньев на чертеже (Рис.1.8).

        

 

По найденным размерам строим кинематическую схему механизма (рис. 1.8).

8. Для построения 12 положений механизма разделим траекторию, описанную точкой А кривошипа ОА, на 12 частей, начиная с крайнего положения с точки А₀, следующим образом: дугу холостого хода j_х на рисунке 1.8 разделим на 4 равных частей, а остальную (рабочий ход) - на 8 равных частей.

9. От отмеченных на окружности точек А₀, А₁ … А₁₁ откладываем длину равной (АВ) звена 2 на дугу (СВ), соединив точки В₀, В₁ … В₁₁ с центром С и получаем траекторию коромысла 3.

10.  Из оси вращения коромысла С на линии (СВ) отмечаем положения точки D.

11. От точки D откладываем длину шатуна DE до линии направляющей ползуна 5 и отмечаем их точками Е_0, Е_{1 …} Е₁₁. Таким образом получаем 12 положений звеньев механизма (рис.1.8).