1 Структурный анализ главного исполнительного механизма

1. Определение степени подвижности механизма

Рис. 1.1. Схема главного исполнительного механизма

Определяем степень подвижности механизма (рис.1.1) по формуле П.Л.Чебышева:

, (1.1)

где n – количество подвижных звеньев (n = 5);

– количество кинематических пар 5-го класса ( = 7);

– количество кинематических пар 4-го класса ( = 0).

После подстановки значений получим:

1.2 Выделение структурных групп Л.В.Ассура и механизма I класса

Разложим главный исполнительный механизм (рис.1.1) на структурные группы:

Рис.1.2

а) группа Ассура II (4,5); б) группа Ассура II (2,3); в) механизм I-го класса I (0,1)

1.3 Составление формулы строения механизма

Составим формулу строения механизма (рис. 1.1) добавлением к механизму I-го класса групп Ассура (2,3) и (4,5):

I (0,1) → II (2,3) → II (4,5)

1.4 Определение класса механизма

Класс механизма определяется наивысшим классом структурной группы Ассура, входящей в состав этого механизма. В данном случае класс механизма – второй.

2 Метрический синтез главного исполнительного механизма

2.1 Определения длин звеньев АВ и ВС четырехзвенника ОАВС по критерию положения ведомого звена

При заданных значениях и длины звеньев и определим из геометрических соотношений (рис.2.1).

Рис.2.1

Получим:

; (2.1)

; (2.2)

После подстановки значений, имеем:

м ;

м

2.2 Определение длины звена cd по критерию величины хода ведомого звена

С учетом того, что максимальный угол отклонения звена CD от вертикали влево и вправо одинаков и равняются , точки и лежат на одной горизонтали, параллельной направляющей ползуна (рис.2.2), кроме того .

Рис.2.2

Тогда из получим:

(2.3)

м

2.3 Определение длины звена de по критерию максимального угла давления

Угол давления в кинематической паре шатун-ползун достигает максимального значения, когда звено CD перпендикулярно направляющей ползуна Е, то есть звено CD является вертикальным (рис.2.3).

Рис.2.3

Отсюда длина звена :

(2.4)

м

2.4 Определение коэффициента отношения средних скоростей ведомого звена

Коэффициент отношения средних скоростей ведомого звена определяется по формуле:

(2.5)

где – угол поворота ведущего звена на рабочем ходу механизма;

– угол поворота ведущего звена при холостом ходе механизма.

Рабочий ход ползуна должен быть медленнее, чем холостой, чтобы мощность привода механизма использовалась рационально. Следовательно, должно быть . Исходя из этого, выбираем направление вращения ведущего звена – против хода часовой стрелки.

Рис.2.4

В соответствии с рис.2.4, имеем:

(2.6)

где угол вычисляется по формуле:

(2.7)

После подстановки числовых значений, получим:

рад ;

Следовательно

рад