Этапы проектирования механизмов

Проектирование механизмов представляет собой слож­ную комплексную проблему, решение которой разбивается на несколько этапов.

Первым этапом проектирования явля­ется выбор кинематической схемы механизма.

Ко второму этапу относится определение размеров звеньев механизма по заданным его свойствам.

Третий этап заключается в разработке конструкторских форм механизма, обеспечивающих его прочность и долговеч­ность.

Четвёртым этапом проектирования является разработ­ка технологических и технико-экономических показателей проектируемого механизма.

В теории механизмов в основном рассматриваются и решаются задачи первого и второго этапов проектирования, с помо­щью которых разрабатываются кинематические схемы механизмов, воспроизводящих требуемый закон движения.

Проектирование механизма начинается с выбора структур­ной схемы. Её выбирают из справочных материалов или разрабатывают на основе анализа видов движения, кото­рые должны быть реализованы. Этот этап проектирования называется структурным синтезом. Разработчик должен в первом приближении оценить кинематические, силовые, точностные и другие характеристики механизма, что зара­нее сделать трудно, а часто - невозможно.

Если имеется несколько структурных схем различных механизмов, пригодных для реализации требуемых па­раметров, то из них следует выбрать наиболее простую. На практике выбор структурной схемы производится чаще всего на основе предшествующего опыта, знаний или интуиции проектировщика. При огромном разнообразии схем одних только рычажных механизмов такой эвристический подход к их выбору оправдан. Однако далеко не всегда проектировщик выбирает удачную структурную схему, о чем свидетельствуют конструкции многих сущест­вующих механизмов, применяемых в машинах и приборах. Вопрос рационального выбора структуры проектируемого механизма сравнительно сложен, посколь­ку он трудно поддается формализации и недостаточно ос­вещен в литературе по теории механизмов.

После выбора структурной схемы механизма опреде­ляют геометрические размеры звеньев. При этом учиты­ваются в основном геометрические функции, которые должен реализовать механизм. Этот этап проектирова­ния называют этапом геометрического синтеза механизма, в режиме которого определяют относительные размеры звеньев, т.е. отношение геометрических размеров звеньев к размеру одного из них. Относительные геометрические размеры звеньев называются геометрическими параметрами механизма.

Структурный и геометрический синтез позволяет по­лучить кинематическую схему механизма, отвечающую требованиям, предъявляемым к проектируемому механиз­му. Геометрические функции, которые должен реализо­вать проектируемый механизм, воспроизводятся им с опре­деленной точностью и определяются условиями работы механизма, обусловленными технологическим процессом. На основании анализа спроектированного механизма по степени точности воспроизведения заданной функции ре­шают, пригоден ли полученный механизм или необходимо провести корректировку предыдущих этапов проектиро­вания с изменением исходных данных. Если и повторные просчеты не дают удовлетворительных результатов, то необходимо перейти к другой структурной схеме меха­низма и выполнить для нее соответствующие расчеты. Этот этап называют этапом точностного проектирования.

Таким образом, задача проектирования механизма яв­ляется сложной, многопараметрической, причем число ис­ходных параметров механизма, как правило, больше числа исходных данных, поэтому частью параметров приходится варьировать.

По принципу использования рычажные механизмы де­лятся на две группы:

1 - передаточные механизмы, реализующие заданную функциональную зависимость между положениями вход­ного и выходного звеньев механизма или между их переме­щениями;

2 - направляющие механизмы, в которых точка на звене, совершающем сложное движение, перемещается при дви­жении механизма по заданной траектории.

В связи с этим можно выделить две основные задачи синтеза механизмов:

1 - воспроизведение заданного закона движения выходного звена;

2 - воспроизведение заданной траектории движения точки.

Решение указанных задач синтеза рычажных механиз­мов с низшими парами может вестись как графическими, так и аналитическими методами. Выбор метода в значи­тельной мере зависит от тех условий, которые поставлены при проектировании (в частности, точность). Графические методы нагляднее и проще с точки зрения их усвоения, но недостаточно точны. В последние годы учеными широко развиты аналитические методы синтеза механизмов с низ­шими парами.

Геометрический синтез механизма заключается в определении постоянных параметров его кинематической схемы исходя из условий задачи синтеза. Эти условия могут быть разнообразными по содержанию, но аналитически они представляют собой условия связей, налагаемых на параметры механизма, и имеют форму уравнений или неравенств. В ряде случаев условие синтеза формулируется в виде требования минимизации функции параметров механизма, принимающей неотрицательные значения.

Кроме параметров механизма в условиях синтеза фигурируют обычно и задаваемые величины или функции (например, заданная для воспроизведения функция перемещения механизма, заданный угол размаха выходного звена, заданный допустимый угол давления).

Дата добавления: 2014-04-19; просмотров: 875; Нарушение авторских прав

Мы поможем в написании ваших работ!