Графический метод кинематического анализа

Лекция 6.

Кинематический анализ рычажных механизмов.

Цель: ознакомить студентов с целями и задачами кинематического анализа, показать последовательность проведения кинематического анализа типовых рычажных механизмов различными методами.

План:

1. Цели, задачи и методы кинематического анализа

2. Графический метод кинематического анализа

3. Графоаналитический метод кинематического анализа

4. Аналитический метод кинематического анализа

5. Экспериментальный метод кинематического исследования

Цели, задачи и методы кинематического анализа

Цели:

1. Определение кинематических характеристик звеньев: перемещение; скорость; ускорение; траектория движения; функция положения при известных законах движения входных (ведущих) звеньев.

2. Оценка кинематических условий работы рабочего (выходного) звена.

3. Определение необходимых численных данных для проведения силового, динамического, энергетического и других расчётов механизма.

Задачи:

о положениях звеньев механизма. Определение траекторий движения точек;

о скоростях звеньев или отдельных точек механизма;

об ускорениях звеньев или отдельных точек механизма.

Методы:

графический (или метод графиков и диаграмм);

графоаналитический (или метод планов скоростей и ускорений);

аналитический;

экспериментальный.

Графический метод кинематического анализа

Преимущество этого метода заключается в наглядности и простоте. Недостаток метода – невысокая точность, которая зависит от точности графических построений.

Задача о положениях решается построением нескольких совмещённых планов механизма в выбранном масштабе длин при различных последовательных положениях ведущего звена.

Задачи о скоростях и ускорениях решаются построением графиков (диаграмм) перемещений, скоростей и ускорений исследуемой точки.

Последовательность кинематического анализа:

1. Сначала строят несколько (чаще всего 12 и более) совмёщенных планов положений механизма в произвольно выбранном масштабе длин.

2. Затем строят график пути (перемещения) исследуемой точки или звена, для чего используют совмещённые планы механизма и последовательные положения на них исследуемой точки или звена.

3. Графическим дифференцированием графика перемещений строят график скорости исследуемой точки.

4. Графическим дифференцированием графика скоростей строят график ускорений.

Графическое дифференцирование можно производить методом хорд и методом касательных. С целью повышения точности удобно использовать оба метода одновременно.