Определение степени подвижности и класса механизма

2.1.1 Определение степени подвижности механизма

Степень подвижности механизма определяется по структурной формуле Чебышева:

,

где - степень подвижности кинематической цепи;

- число подвижных звеньев;

- число кинематических пар 5^го класса;

- число кинематических пар 4^го класса.

В рассмотренном механизме подвижных звеньев – 5.

1. Кривошип – звено 1;

2. Шатун – звенья 2 и 4;

3. Поршень – звенья 3 и 5.

Пар V класса – 7 – 5 вращательных (О, А, С, В, Д) и 2 поступательных. Пар IV класса нет.

Полученный результат показывает, что данная кинематическая цепь является механизмом. Степень подвижности кинематической цепи равна числу ведущих звеньев

2.1.2 Определение класса механизма

Для этого расчленяем его на группы, отчленяем группы 2 и 3, 4 и 5. Это группы второго класса, второго порядка, второго вида. После определения групп остается основной механизм, состоящий из стойки и начального звена 1.

Результаты расчленения механизма сводим в таблицу 1.

Из таблицы видно, что механизм образован группами не выше второго класса. Формула строения механизма:

В соответствии с этой формулой определяется порядок проведения кинематического анализа.

Определение положений звеньев и перемещений поршня.

2.2.1 Построение плана положений механизма

Для построения плана положений механизма выбираем масштабный коэффициент из условия расположения плана мм чертежа.

,

где - суммарная возможная длина всех звеньев механизма при положениях поршней в крайних положениях, м;

- отрезок на чертеже, соответствующей длине механизма, мм.

Определяем

Определяем чертежные размеры звеньев

Проверка:

(оставить 0,0009)

2.2.2 Построение основного положения механизма

Основное положение механизма строим при угле контурными линиями остальные вспомогательными тонкими линиями. Угол отсчитывается от оси в направлении вращения кривошипа. Соответствующие каждому из 12 положений кривошипа значения углов , заносим в таблицу 2.

2.2.3 Определение перемещений поршня

Для определения перемещений поршня замеряем на плане механизма длины отрезок , , и т.д., изображающих расстояния между положениями оси поршневого пальца в исходном и последующих , , и т.положениях. Полученные значения заносим в таблицу 2 (строка 2). Учитывая, что масштаб пути в данном случае равна масштабу длин , определяем величину перемещения поршня по формуле:

.

Для положения 1

Для положения 2

и т.д.

Результаты вычленений законом в таблицу 2 (строка 3)

2.2.4 Построение центра масс

Строим траекторию центра масс и шатунов. Для этого на всех 12 положениях шатунов откладываем? и и полученные точки соединяем плавной лекальной кривой.

Таблица 2

	№ строки	Величина	№ положений
Путь		Угол поворота кривошипа
	Отрезки на чертеже (), мм		4,5										4,5
	Перемещение поршня , м		0,007	0,03	0,047	0,068	0,08	0,084	0,08	0,068	0,047	0,03	0,007
Скорость		Вектор , мм								-20	-37	-40	-49	-34
	Скорость , м/с		12,8	20,9	21,4	15,8	8,5		-2,5	-15,8	-21,4	-20,9	-13,2
	Вектор , мм
	Скорость м/с	21,4	17,9	9,8		10,2	17,9	21,4	17,9	10,2		10,2	18,3	21,4
	Угловая скорость , /с	-	-	-		+	+	+	+	+		-	-	-
	, мм	16,7		7,7				16,7					14,3	16,7
	Скорость , м/с	7,13		2,57		3,3		7,13		3,4		3,3	6,1	7,13

Группа 4-5 будет иметь аналогичные параметры, но сдвинутые относительно группы 2-3 на 180^º.