Теория механизмов и машин. Структура и кинематика

Лекция 5.

План занятия:

1. Образование механизмов

2. Кинематическое исследование плоских механизмов

Механизм состоит из подвижных звеньев, соединенных между собой кинематическими парами и из неподвижного звена-станины. Звеном называются одна или несколько деталей, жестко соединенных между собой.

Кинематические пары. Подвижное соединение двух звеньев между собой поверхностями, линиями или точками образует кинематическую пару.

Кинематические пары делятся на низшие и высшие. В низших кинематических парах два звена соприкасаются между собой поверхностями, в высших кинематических парах – по линии или в точке.

Кинематические пары делятся на классы.

Кинематической цепью называется соединение нескольких звеньев между собой кинематическими парами.

Кинематические цепи бывают простые и сложные. Простой кинематической цепью называется такая цепь, у которой каждое звено входит не более, чем в две кинематические пары. Если в кинематической цепи хотя бы одно звено входит в три или более кинематические пары, то такая кинематическая цепь называется сложной.

Простые и сложные кинематические цепи делятся на замкнутые и незамкнутые.

Если одно из звеньев замкнутой кинематической цепи с принужденным движением сделать неподвижным (превратить в стойку) то такая кинематическая цепь становится механизмом.

Механизм преобра­зует движение из одного вида в другой, например поступатель­ное движение во вращательное и наоборот. Машина, кроме то­го, преобразует энергию из одного вида в другой.

Формула П. Л. Чебышева, определяющая степень подвижности плоского механизма

(1)

где n — число подвижных звеньев;

P₂ — число кинематических пар низших, налагающих по две связи на движение плоского механизма;

P₁ — число кинематических пар высших — с одной связью;

W — степень подвижности плоского механизма.

Для проведения кинематического исследования механизма требуется выполнить три основных действия:

1. Построить несколько положений механизма (обычно 12 или 24) в течение одного полного цикла его работы и вычер­тить траектории исследуемых точек подвижных звеньев меха­низма.

2. Определить величину и направление скоростей отдельных точек, расположенных на подвижных звеньях механизма.

3. Определить величину и направление ускорений некоторых точек, расположенных на подвижных звеньях механизма.

Вначале снимают кинематическую схему механизма. Такая схема должна быть построена на основании точных размеров звеньев и положений кинематических пар, соединяющих эти звенья со станиной.

Эту задачу решают для того, чтобы можно было иметь полное представление о характере движения механизма. Для этого определяют, во-первых, в каждый отдельный момент вре­мени положение звеньев механизма, во-вторых, траектории, описываемые точками этих звеньев.

Кинематическую схему составляют в некотором масштабе, причем масштаб подбирают так, чтобы схема была удобна для кинематического исследования механизма.

Если определены траектории точек подвижных звеньев механизма за один полный цикл, то можно построить для этих точек графики или кинематические диаграммы: пути по времени , скорости по времени и ускорения по времени .

Метод построения планов скоростей и ускорений как для простого, так и для сложного механизмов лучше всего рассмотреть на примерах. Пусть требуется определить скорости и ускорения точек подвижных звеньев кривошипно-шатунного механизма методом планов скоростей и ускорений.

Для решения этой задачи надо знать положение механизма, точные размеры звеньев механизма и число оборотов или угловую скорость кривошипа.

Дата добавления: 2014-01-04