Метрический синтез типовых рычажных механизмов.
Date: 2015-10-07; view: 633.
Лекция 10.
Краткое содержание: Метрический синтез типовых рычажных механизмов. Структурные схемы простейших типовых механизмов. Цель и задачи метрического синтеза механизмов. Методы метрического синтеза механизмов. Условия проворачиваемости звеньев механизма. Понятие о коэффициенте неравномерности средней скорости и о угле давления в рычажном механизме. Частные задачи синтеза: четырехшарнирный механизм - синтез по kv и синтез по двум положениям выходного звена; кривошипно-ползунный механизм - синтез по kv, по средней скорости ползуна, по двум положениям выходного звена; кулисный механизм - по рабочему перемещению выходного звена (для четырехзвенного механизма), по коэффициенту kv (для шестизвенного механизма). Оптимальный синтез рычажных механизмов. Синтез механизма по заданной функции положения.
Под метрическим синтезом или проектированием механизмов понимают определение линейных размеров и угловых положений звеньев по условиям рабочих положений и перемещений выходного звена. К решению задач метрического синтез приступают после определения структуры механизма - выбора его структурной схемы. В нашем курсе рассматриваются только простые типовые четырех- или шестизвеные рычажные механизмы.
Структурные схемы простейших типовых механизмов.
| B C 1 2 3 A D |
| 3 2 B 1 D,C A 0 |
Рис. 10.1. Кривошипно-ползунный Рис. 10.2. Четырехшарнирный
| 2 1 В,С 3 А D |
| 3 2 1 В,С D A 0 |
механизм механизм
Рис. 10.3. Четырехзвенный кулисный Рис. 10.4. Синусный механизм
механизм
|
2
В,С 3
1
0   4 5
 3 E K,L
|
В,С 1
2
А
Рис. 10.5 Тангенсный механизм Рис. 10.6. Шестизвенный кулисный
механизм
Цель и задачи метрического синтеза механизмов.
Цель метрического синтеза механизма - определение размеров механизма и положений его входного звена наилучшим образом удовлетворяющих заданным условиям и обеспечивающих наилучшее (оптимальное) сочетание качественных показателей.
Из множества возможных задач решаемых при метрическом синтезе наиболее распространены:
· синтез по нескольким заданным положениям выходного звена (задача позиционирования), когда не важно по какому закону происходит переход из одного положения в другое;
· синтез по заданному закону движения выходного звена (по функции положения, по первой или второй передаточной функции);
· синтез по конкретным кинематическим параметрам: средней скорости выходного звена, коэффициенту неравномерности средней скорости;
· синтез по условиям передачи сил между звеньями механизма - по допустимому углу давления.
В качестве ограничений или качественных показателей при метрическом синтезе механизмов используются:
Þ условие проворачиваемости звеньев, т.е. обеспечение для входного и (или) выходного звеньев возможности поворота на угол более 360 градусов;
Þ допустимые углы давления, т.е. угол между вектором движущей силы, действующей с ведущего звена на ведомое, и вектором скорости точки ее приложения не должен превышать некоторых допустимых величин, чтобы исключить недопустимо большие величины реакций в КП, низкий КПД механизма, возможность его заклинивания (невозможность движения при любой величине движущей силы на входном звене);
Þ конструктивные ограничения на габариты механизма, т.е. размеры звеньев должны обеспечивать вписывание механизма в заданные габаритные размеры;
Þ точность обеспечения заданного закона движения или заданных положений звеньев механизма;
Þ другие условия и требования определяемые условиями функционирования и эксплуатации механизма.
Методы метрического синтеза механизмов.
Как и общие методы проектирования, методы метрического синтеза условно делятся:
¨ графоаналитические и аналитические методы прямого синтеза (разработаны для типовых и ряда специальных механизмов, частично рассмотрены ниже);
¨ синтез методами анализа:
* оптимальное проектирование:
n градиентные методы,
n метод случайного поиска,
n минимизация уступок,
n комбинированные методы,
n другие;
* автоматизирование проектирование.
Условия проворачиваемости звеньев механизма.
Часто по условиям работы требуется, чтобы входное и (или) выходное звенья могли в процессе движения поворачиваться на угол более 360 градусов. Для обеспечения этого необходимо выполнить некоторые условия, которые накладываются на соотношение длин звеньев механизма.
Для четырехшарнирного механизма эти соотношения сформулированы в правиле или теореме Грасгофа:
Если сумма длин наибольшего и наименьшего звеньев меньше суммы двух остальных и стойкой является наименьшее звено, то механизм - двухкривошипный. Если неравенство выполняется, но стойкой является звено соединенное с наименьшим, то механизм - кривошипно-коромысловый.Во всех остальных случаях механизм - двухкоромысловый.
Математически это можно записать так:
при L1 > L2 > L3 > L4 , где Li присваивается значение длины звена, удовлетво- ряющей этому неравенству,
если L1 + L4 < L2 + L3 и L1 = l0 , то механизм двухкривошипный;
если L1 + L4 < L2 + L3 и L1 = l1 или L1 = l3 ,то механизм кривошипно-коромысловый;
иначе механизм двухкоромысловый.
Для кривошипно-ползунного механизма условие существования кривошипа
l1 < l2 - | e |.
Если условие выполняется - механизм кривошипно-ползунный, нет - коромыслово-ползунный.
Понятие о коэффициенте неравномерности средней скорости
| <== previous lecture | | | next lecture ==> |
| Рассмотрим равновесие группы 2-3 | | | И о угле давления в рычажном механизме. |