cơ chế trượt ipno
2.1. Sơ đồ khối của cơ chế
Hình 2.1 Sơ đồ khối của cơ cấu tay quay – con trượt
2.2. Xác định các cặp động học phức tạp và cách đều nhau
Trong cơ cấu tay quay-trượt không có các cặp động học cách nhau. Đôi TRONG phức tạp nên ta sẽ coi nó là hai cặp động học.
2.3. Phân loại các cặp động học của cơ cấu
Bảng 2.1
|
KHÔNG. |
Số lượng liên kết tạo thành một cặp |
Tên |
Tính cơ động |
Cao hơn/ Thấp nhất |
Khép kín (Hình học/ Quyền lực) |
Mở/ Đã đóng |
|
|
|
Luân phiên |
||||||
|
Luân phiên |
|||||||
|
Luân phiên |
|||||||
|
Luân phiên |
|||||||
|
Luân phiên |
|||||||
|
|
Luân phiên |
||||||
|
|
Cấp tiến |
Cơ chế đang được nghiên cứu chỉ bao gồm các cặp động học chuyển động đơn ( R 1 = 7, R= 7), trong đó R 1 – số cặp động học chuyển động đơn trong cơ cấu, R- tổng số cặp động học trong cơ cấu.
2. 4. Phân loại liên kết cơ chế
Bảng 2.2
|
KHÔNG. |
Số liên kết |
Biểu tượng |
Tên |
Sự chuyển động |
Số đỉnh |
|
Vắng mặt |
|||||
|
Tay quây |
Luân phiên |
||||
|
|
|||||
|
|
Luân phiên |
||||
|
|
|||||
|
|
Cấp tiến |
Cơ chế có: bốn() hai đỉnh() liên kết tuyến tính 1,2,4,5; một (n 3 =1) liên kết ba đỉnh, là liên kết cơ sở; năm () liên kết di chuyển.
Tìm số lượng kết nối với giá đỡ. Cơ cấu băng tải có ba () kết nối với giá đỡ.
Trong cơ chế phức tạp đang được nghiên cứu, có thể phân biệt một cơ chế cơ bản
Cơm. 2.4 Cơ cấu tay quay trượt.
Không có cơ cấu nào có chuỗi động học mở trong cơ cấu tay quay-trượt đang nghiên cứu.
Cơ cấu chỉ bao gồm các cơ cấu đứng yên đơn giản.
Không có liên kết buộc chặt nào trong cơ chế đang được nghiên cứu. Liên kết 3 được bao gồm đồng thời trong hai cơ chế đơn giản - bản lề bốn thanh và thanh trượt tay quay. Vì vậy, đối với liên kết này
Hãy phân loại cơ chế. Cơ chế đang được nghiên cứu có cấu trúc không đổi, phức tạp và cùng loại. Nó bao gồm một cơ cấu cơ bản và hai cơ cấu đơn giản đứng yên, chỉ chứa các chuỗi động học khép kín.
Cơ chế tồn tại trong một không gian ba chuyển động.
Công thức xác định độ linh động của các cơ chế này sẽ có dạng sau:
Hãy để chúng tôi xác định tính di động của bản lề bốn thanh. Cơ chế này có: ba () liên kết chuyển động 1,2,3; bốn () cặp động học chuyển động đơn O, A, B, C.
Hãy tìm tính di động của cơ cấu tay quay-trượt. Nó có: () liên kết di động 3,4,5 và bốn () cặp động học C, B, D, K. Độ linh động của nó được xác định tương tự:
Chúng tôi xác định tính di động của một cơ chế phức tạp bằng công thức:
Chúng tôi phân tích mô hình cấu trúc của cơ chế máy. Chúng tôi kiểm tra xem cơ chế đang nghiên cứu có tương ứng với cấu trúc của mô hình toán học hay không. Cơ cấu có: bảy () cặp động học chuyển động đơn; năm () liên kết hai đỉnh () có thể di chuyển được, liên kết cơ sở là ; ba kết nối với chân đế () và không có liên kết buộc chặt ().
Mô hình toán học:
;
;
Vì các phương trình của mô hình đã trở thành nhận dạng nên thiết bị đang nghiên cứu có cấu trúc chính xác và là một cơ chế.
Hãy xác định và phân loại các nhóm cấu trúc. Cơ chế cơ bản thường được phân loại là cơ chế loại I.
 |
|||
 |
|||
Lớp của một nhóm cấu trúc được xác định bởi số lượng các cặp động học có trong một vòng khép kín được hình thành bởi các cặp động học bên trong. Thứ tự của nhóm được xác định bởi số lượng cặp động học bên ngoài. Loại nhóm được xác định tùy thuộc vào vị trí của các cặp động học quay và tịnh tiến trên đó.
2 đơn hàng
Có thể thấy, các nhóm cấu trúc xác định được hoàn toàn giống nhau về loài và thành phần định lượng các liên kết, cặp động học. Mỗi nhóm cấu trúc có: hai liên kết di động () và các liên kết là hai đỉnh () và do đó, liên kết cơ sở cũng có hai đỉnh (); ba () cặp động học chuyển động đơn, trong đó có hai cặp động học ngoài ().
Chúng tôi kiểm tra xem các nhóm cấu trúc được chọn có tương ứng với các mô hình toán học hay không. Vì các nhóm tương tự nhau nên chúng tôi chỉ thực hiện kiểm tra trên một nhóm, ví dụ OAB. Mô hình toán học của nhóm cấu trúc có dạng:
Cơ cấu thanh trượt tay quay thuộc loại II.
3. Phân tích động học cơ chế
Phân tích động học của bất kỳ cơ cấu nào bao gồm việc xác định: các vị trí cực trị (chết) của máy, bao gồm cả việc xác định quỹ đạo của các điểm riêng lẻ; vận tốc và gia tốc của các điểm đặc trưng của các khâu theo định luật chuyển động đã biết của khâu ban đầu (tọa độ tổng quát).
3.1 Xác định vị trí cực trị (chết) của cơ cấu
Các vị trí cực trị (chết) của cơ cấu có thể được xác định bằng phương pháp phân tích hoặc đồ họa. Vì phân tích cung cấp độ chính xác cao hơn nên nó được ưu tiên hơn khi xác định các vị trí cực đoan.
Đối với tay quay con trượt và tay quay bốn liên kết có bản lề, các vị trí cực trị sẽ là khi tay quay và thanh nối được kéo dài () hoặc gấp () thành một đường thẳng.
Cơm. 3.1 Xác định các vị trí cực trị của cơ cấu.
3.2 Xác định vị trí của các liên kết cơ cấu bằng đồ họa.
Cơm. 3.3 Xây dựng đường viền vector khép kín.
Chúng ta đặt sơ đồ khối của cơ chế trong một hệ tọa độ hình chữ nhật, điểm đầu của nó được đặt tại điểm O. Chúng ta nối các vectơ với các liên kết của cơ chế sao cho chuỗi của chúng là hai đường viền khép kín: OABCO và CBDC.
Đối với mạch OABCO: 
(3.1)
Hãy tưởng tượng phương trình trong các hình chiếu trên trục tọa độ.
1. Phân tích kết cấu cơ chế
1.1 Xác định mức độ di động của cơ chế
Ở đâu N= 3 - số bộ phận chuyển động của cơ cấu
- số cặp động học loại thứ năm
- số cặp động học loại thứ tư
Trong một cơ chế nhất định có bốn cặp thuộc lớp thứ năm
Cặp quay
cặp dịch 3.0
Không có cặp hạng tư
1.2 Xác định loại cơ chế
Để làm điều này, chúng tôi chia cơ chế thành các nhóm Assur.
Chúng tôi xác định nhóm Assur của lớp thứ hai được hình thành bởi các liên kết 2 và 3. Liên kết hàng đầu vẫn còn, tạo thành cơ chế của lớp thứ nhất.
Cơ chế loại I Cơ chế loại II
Đơn hàng 2
Công thức cấu tạo của cơ chế
Tôi (0,1) II (2,3)
Lớp của nhóm kết nối là lớp thứ hai, do đó cơ chế đang được xem xét thuộc lớp thứ hai.
2 Tổng hợp hình học của cơ chế
2.1 Vẽ cơ cấu ở các vị trí cực trị
2.2 Xác định các kích thước tuyến tính của tay quay và thanh nối
Tốc độ quay n1= 82 vòng/phút
Hành trình con trượt S = 0,575 m
Tỷ số giữa chiều dài tay quay và chiều dài thanh truyền
Tỷ lệ độ lệch tâm với chiều dài tay quay
2.3 Trong một vòng quay của tay quay;
Con trượt sẽ đi được quãng đường S với S=2AB
Xác định độ dài của liên kết;
Xác định độ dài của liên kết;
Ta xác định vị trí điểm M trên đoạn AB từ hệ thức
; TRONGM=0,18×1,15 = 0,207m;
3 Xây dựng sơ đồ cơ cấu tay quay – con trượt
Để dựng sơ đồ cơ cấu tay quay – con trượt, ta vẽ đường tròn bán kính AB rồi vẽ đường thẳng AC. Chúng tôi chia các vòng tròn thành 12 phần (cho 12 vị trí của cơ cấu). Tiếp theo, ta đặt các đoạn B0C0, B1C1... B11C11 trên AC nằm ngang. Ta nối tâm đường tròn A với các điểm B0, B1 ... B11. Tại mỗi vị trí trong số 12 vị trí của tay quay, chúng ta bố trí đoạn ВМi (trong đó i là số vị trí của tay quay). Bằng cách nối các điểm M0, M1 ... M11, ta thu được quỹ đạo của điểm M.
4 Xác định vận tốc của các điểm O, A, B, M cho bốn vị trí.
Vị trí 1:
Xác định vận tốc của điểm B
Hãy xem xét
Xác định từ tam giác ABC
Hãy xem xét
Chúng tôi xác định RS thông qua
Thông qua chúng tôi xác định AR
Xác định VR
Chúng tôi xác định Ð J
Xác định MR
Ta xác định vận tốc của các điểm A, C, M từ công thức
Chúng tôi xác định
Hãy kiểm tra:
Vị trí 2:
Xác định vận tốc của điểm B
Hãy xem xét
Áp dụng định lý sin ta xác định được:
Xác định tam giác OAB
Áp dụng định lý sin ta xác định được AC
Hãy xem xét
Chúng tôi xác định RS thông qua
Thông qua chúng tôi xác định AR
Xác định VR
Chúng tôi xác định Ð J
Hãy xác định MR
Chúng tôi xác định Ð Y
Hãy kiểm tra:
Vị trí 3:
Vì các vận tốc VB, VC và VM song song và các điểm B, C, M không thể nằm vuông góc với phương của các vận tốc này nên tại thời điểm tâm vận tốc tức thời của thanh nối BC nằm ở vô cùng. vận tốc góc, và nó thực hiện một chuyển động về phía trước ngay lập tức. Vì vậy, tại thời điểm này:
Vị trí 4:
Xác định vận tốc của điểm B
Hãy xem xét
Áp dụng định lý sin ta xác định được:
Chúng tôi xác định Ð B từ tam giác ABC
Áp dụng định lý sin ta xác định được AC
Hãy xem xét
Chúng tôi xác định RS thông qua
Thông qua chúng tôi xác định AR
Hãy xem xét
Xác định VR
Chúng tôi xác định Ð J
Hãy xác định MR
Ta xác định vận tốc của các điểm A, B, M từ công thức
Chúng tôi xác định Ð Y
Hãy kiểm tra:
5. Xây dựng sơ đồ chuyển vị, vận tốc và gia tốc.
Yêu cầu xây dựng sơ đồ động học các khoảng cách, vận tốc và gia tốc của con trượt C của cơ cấu tay quay – con trượt. Tay quay AB có chiều dài l=0,29m quay với tốc độ góc không đổi n1=82 vòng/phút.
Cơ cấu thanh trượt tay quay dùng để biến đổi chuyển động quay sang dịch mã và ngược lại. Nó bao gồm vòng bi 1, tay quay 2, thanh nối 3 và thanh trượt 4.
Tay quay thực hiện chuyển động quay, thanh kết nối thực hiện chuyển động song song trên mặt phẳng và con trượt thực hiện chuyển động tịnh tiến qua lại.
Hai vật được nối với nhau chuyển động tạo thành một cặp động học. Các cơ thể tạo nên một cặp được gọi là liên kết. Thông thường quy luật chuyển động của cơ cấu dẫn động (tay quay) được quy định. Sơ đồ động học được xây dựng trong một chu kỳ (chu kỳ), chuyển động ở trạng thái ổn định đối với một số vị trí của khâu dẫn động.
Chúng tôi xây dựng trên thang đo ở 12 vị trí, tương ứng với số vòng quay liên tiếp của tay quay sau mỗi 300 vòng.
Trong đó S = 2r là giá trị thực của hành trình con trượt, bằng hai lần giá trị của tay quay.
- hành trình của con trượt trên sơ đồ cơ cấu.
Thang thời gian đến từ đâu?
Đoạn 1 trên trục thời gian sẽ được chia thành 12 phần bằng nhau tương ứng trên thang đo đã chọn với số vòng quay của tay quay ở các góc: 300, 600, 900, 1200, 1500, 1800, 2100, 2400, 2700, 3000, 3300 , 3600 (tại điểm 1-12). Chúng ta hãy vẽ các đoạn thẳng đứng từ các điểm sau: 1-1S = В0В1, 2-2S = В0В2, v.v. Cho đến vị trí cực bên phải của thanh trượt B, các khoảng cách này tăng lên và bắt đầu từ vị trí B chúng giảm dần. Nếu các điểm 0s, 1s, 2s ... 12s được nối nối tiếp bằng một đường cong thì sẽ thu được sơ đồ chuyển vị của điểm B.
Để xây dựng sơ đồ tốc độ và gia tốc, người ta sử dụng phương pháp vi phân đồ họa. Đồ thị vận tốc được xây dựng như sau.
Theo sơ đồ dịch chuyển, chúng ta vẽ tọa độ v và t và trên phần tiếp theo của trục v sang trái, khoảng cách cực đã chọn HV=20 mm được vẽ tùy ý.
Từ điểm Pv ta kẻ các đường thẳng song song với các tiếp tuyến của đường cong S lần lượt tại các điểm 0s, 1s, 2s... 12s. Các đường thẳng này cắt các đoạn trên trục V: 0-0v, 0-1v, 0-2v..., tỷ lệ thuận với tốc độ tại các điểm tương ứng của sơ đồ. Chúng ta di chuyển các điểm đến tọa độ của các điểm tương ứng. Ta nối chuỗi các điểm thu được 0v, 1v, 2v... bằng một đường cong trơn là biểu đồ vận tốc. Thang thời gian vẫn giữ nguyên, thang tốc độ:
Chúng ta xây dựng biểu đồ gia tốc tương tự như biểu đồ vận tốc. Thang đo gia tốc
Trong đó Ha=16mm là khoảng cách cực được chọn cho sơ đồ gia tốc.
Vì tốc độ và gia tốc là đạo hàm bậc 1 và bậc 2 của độ dịch chuyển theo thời gian, nhưng so với sơ đồ trên, đường dưới là đường cong vi phân và so với đường dưới trên, nó là đường cong tích phân. Vì vậy biểu đồ vận tốc cho biểu đồ dịch chuyển là vi phân. Khi xây dựng sơ đồ động học để kiểm chứng nên sử dụng tính chất của đạo hàm:
- đồ thị chuyển vị tăng dần (tốc độ) tương ứng với các giá trị dương của đồ thị vận tốc (phương trình) và đồ thị giảm tương ứng với giá trị âm;
- điểm cực đại và cực tiểu, tức là giá trị cực đại của đồ thị chuyển vị (vận tốc) tương ứng với các giá trị 0 của đồ thị tốc độ (gia tốc);
- điểm uốn của đồ thị chuyển vị (tốc độ) tương ứng với các giá trị cực trị của đồ thị tốc độ (gia tốc);
- điểm uốn trên biểu đồ chuyển vị tương ứng với điểm tại đó gia tốc bằng 0;
- tọa độ đầu và cuối chu kỳ của bất kỳ sơ đồ động học nào đều bằng nhau và các tiếp tuyến vẽ tại các điểm này là song song.
Để vẽ đồ thị chuyển động của thanh trượt B, ta chọn các trục tọa độ s, t. Trên trục hoành ta vẽ đoạn l=120mm, mô tả thời gian T của một lượt đầy đủ tay quây
Chúng tôi đã thực hiện một phép tính hình học về các liên kết của cơ cấu tay quay-con trượt, xác định độ dài của tay quay và con trượt, đồng thời thiết lập tỷ số của chúng. Chúng tôi đã tính toán cơ cấu tay quay-trượt ở bốn vị trí và xác định vận tốc của các điểm bằng cách sử dụng vận tốc tức thời tại bốn vị trí. Chúng tôi đã xây dựng sơ đồ chuyển vị, vận tốc và gia tốc. Người ta xác định rằng có một số sai số do việc xây dựng và làm tròn trong tính toán.
Giới thiệu
1. Bình luận văn học
3. Phân tích động học của cơ cấu
4. Phân tích cơ chế động tĩnh
Phần kết luận
Thiết kế và nghiên cứu cơ cấu tay quay-trượt của màn hình
Tập thuyết minh gồm 37 tờ, 4 hình minh họa, 10 bảng, 2 phụ lục, 3 nguồn sử dụng.
Đối tượng của thiết kế khóa học là cơ cấu thanh trượt tay quay. TRONG khóa học Một nghiên cứu về cơ cấu thanh trượt tay quay đã được thực hiện. Các phân tích cấu trúc, động học, động học đã được thực hiện.
Phân tích cấu trúc đã xác định thành phần của cơ cấu thanh trượt tay quay. Trong phân tích động học, vận tốc và gia tốc của các điểm của cơ cấu được xác định bằng phương pháp sơ đồ và sơ đồ động học. TRONG phân tích động tĩnh Việc tính toán lực được thực hiện bằng phương pháp sơ đồ lực và phương pháp Zhukovsky.
Giới thiệu
Mục đích của môn học là củng cố, hệ thống hóa, mở rộng kiến thức lý thuyết, đồng thời phát triển kỹ năng tính toán, đồ hoạ của học sinh.
Sự phát triển của khoa học công nghệ hiện đại gắn bó chặt chẽ với việc tạo ra các loại máy móc mới. Về vấn đề này, các yêu cầu cho sự phát triển mới ngày càng nghiêm ngặt. Những cái chính là: hiệu suất cao, độ tin cậy, khả năng sản xuất, kích thước và trọng lượng tối thiểu, dễ sử dụng và hiệu quả.
Một cỗ máy được thiết kế hợp lý phải đáp ứng yêu cầu xã hội - an toàn trong bảo trì và sáng tạo điều kiện tốt nhất cho nhân viên điều hành cũng như các yêu cầu về vận hành, kinh tế, công nghệ và sản xuất. Những yêu cầu này thể hiện một tập hợp các vấn đề phức tạp phải được giải quyết trong quá trình thiết kế một máy mới.
Đối tượng thiết kế của khóa học này là cơ cấu tay quay-trượt.
Lý thuyết về cơ chế và máy móc là môn khoa học nghiên cứu cấu trúc (cấu trúc), động học và động lực học của các cơ chế liên quan đến việc phân tích và tổng hợp chúng.
Mục tiêu của lý thuyết về cơ chế và máy móc là phân tích và tổng hợp các cơ chế điển hình và hệ thống của chúng.
Các vấn đề của lý thuyết cơ chế và máy móc rất đa dạng, trong đó quan trọng nhất có thể nhóm thành ba phần: phân tích cơ chế, tổng hợp cơ chế và lý thuyết về máy tự động.
Phân tích cơ chế bao gồm nghiên cứu các tính chất động học và động học của cơ chế theo sơ đồ nhất định của nó và tổng hợp cơ chế bao gồm việc thiết kế sơ đồ cơ chế theo các đặc tính nhất định của nó.
Từ tất cả những điều trên, lý thuyết về cơ chế và máy móc, kết hợp với các môn học về cơ học lý thuyết, bộ phận máy, công nghệ cơ khí, sức bền vật liệu, là môn học giải quyết trực tiếp các vấn đề đã nêu trước đó. Những ngành này là nền tảng trong việc đào tạo các chuyên gia làm việc trong lĩnh vực cơ khí.
Khi giải các bài toán thiết kế sơ đồ động học của cơ cấu cần xét đến các sơ đồ kết cấu, hệ mét, động học và điều kiện động, đảm bảo rằng cơ chế được thiết kế tái tạo định luật chuyển động đã cho.
Phương pháp hiện đại Các phân tích động học và động học được liên kết với cấu trúc của chúng, tức là phương pháp hình thành.
Phân tích cấu trúc và động học của các cơ chế nhằm mục đích nghiên cứu lý thuyết về cấu trúc của các cơ chế, nghiên cứu chuyển động của các vật thể hình thành nên chúng, từ quan điểm hình học, bất kể các lực gây ra chuyển động của các vật thể này.
Phân tích động của các cơ chế nhằm mục đích nghiên cứu các phương pháp xác định các lực tác dụng lên các vật thể tạo thành cơ cấu trong quá trình chuyển động của các vật thể này, các lực tác dụng lên chúng và khối lượng mà các vật thể đó sở hữu.
1. Bình luận văn học
Khi nghiên cứu cơ chế, các phương pháp tính toán, thiết kế máy tự động hiện đại, hiệu suất cao được sử dụng. Máy được thiết kế hợp lý phải đáp ứng yêu cầu vận hành an toàn, tạo điều kiện tốt nhất cho người vận hành và yêu cầu vận hành, kinh tế, công nghệ, sản xuất. Những yêu cầu này thể hiện một tập hợp các vấn đề phức tạp phải được giải quyết trong quá trình thiết kế một máy mới.
Giải pháp cho những vấn đề này ở giai đoạn thiết kế ban đầu bao gồm việc thực hiện phân tích và tổng hợp máy được thiết kế, cũng như phát triển nó. sơ đồ động học, cung cấp đủ sự gần đúng của định luật chuyển động cần thiết.
Để hoàn thành những nhiệm vụ này, trước hết cần nghiên cứu những nguyên lý cơ bản của lý thuyết máy và phương pháp chung phân tích và tổng hợp động học và động học của các cơ chế, cũng như có được kỹ năng áp dụng các phương pháp này vào nghiên cứu và thiết kế sơ đồ động học của cơ chế và máy móc nhiều loại khác nhau.
Máy móc là một thiết bị do con người tạo ra để nghiên cứu và sử dụng các quy luật tự nhiên nhằm tạo điều kiện thuận lợi cho lao động thể chất và tinh thần, tăng năng suất và tạo điều kiện thuận lợi cho lao động đó thông qua một phần hoặc một phần thay thế hoàn toàn một người trong quá trình lao động và các chức năng sinh lý của mình.
Xét về chức năng thực hiện của máy móc, máy móc có thể được chia thành các nhóm sau:
a) máy năng lượng (động cơ và máy phát điện);
b) máy làm việc (máy vận tải và máy công nghệ);
c) máy thông tin (máy toán học và điều khiển);
d) máy điều khiển học.
Với sự phát triển của khoa học công nghệ hiện đại, hệ thống máy móc tự động ngày càng được sử dụng nhiều. Một tập hợp các máy tự động được kết nối với nhau và được thiết kế để thực hiện một công việc cụ thể Quy trình công nghệ, được gọi là đường dây tự động. Những máy móc được phát triển và hoàn thiện hiện đại thường là sự kết hợp của nhiều thiết bị, hoạt động của chúng dựa trên các nguyên lý cơ học, vật lý nhiệt, kỹ thuật điện và điện tử.
Cơ chế là một hệ thống các cơ thể được tạo ra một cách nhân tạo, được thiết kế để biến đổi chuyển động của một hoặc nhiều cơ thể thành các chuyển động cần thiết của các cơ thể khác. Theo mục đích chức năng của chúng, các cơ cấu máy thường được chia thành cơ cấu động cơ và cơ cấu chuyển đổi; cơ chế truyền tải; bộ truyền động; cơ chế quản lý, kiểm soát và điều tiết; cơ chế cho ăn, vận chuyển, cho ăn và phân loại các phương tiện và đồ vật đã qua chế biến; cơ chế đếm, cân và đóng gói thành phẩm tự động.
Mặc dù có sự khác biệt về mục đích chức năng của từng loại cơ chế riêng lẻ nhưng cấu trúc, động học và động lực học của chúng có nhiều điểm chung. Vì vậy, khi nghiên cứu các cơ chế với nhiều mục đích chức năng khác nhau, có thể sử dụng các phương pháp tổng quát dựa trên những nguyên lý cơ bản của cơ học hiện đại.
Các loại cơ chế chính:
1) cơ cấu thanh truyền được sử dụng để biến đổi chuyển động hoặc truyền lực trong máy;
2) trong nhiều trường hợp cần thiết kế các cơ cấu bao gồm các liên kết đàn hồi ở dạng lò xo, lò xo, dầm đàn hồi, v.v.;
3) cơ cấu bánh răng được sử dụng để truyền chuyển động quay giữa các trục có trục song song hoặc không song song;
4) Cơ cấu cam được sử dụng để truyền đạt chuyển động định kỳ hoặc có giới hạn theo từng giai đoạn tới khâu dẫn động của cơ cấu theo một quy trình nhất định.
luật mới hoặc được lựa chọn;
5) chúng thực tế được sử dụng như các liên kết linh hoạt truyền chuyển động từ vật thể rắn này sang cơ chế khác hình dạng khác nhau mặt cắt ngang của đai, dây thừng, xích, chỉ, v.v.;
6) cơ chế ma sát - cơ chế trong đó việc truyền chuyển động giữa các vật tiếp xúc được thực hiện do ma sát;
7) cơ chế chuyển động có điểm dừng;
8) cơ cấu nêm và vít được sử dụng trong nhiều loại khác nhauđồ gá kẹp hoặc các ứng dụng yêu cầu lực lớn ở phía đầu ra với lực tác dụng hạn chế ở phía đầu vào;
9) cơ hội lớn hơn trong việc tái tạo quy luật chuyển động của các liên kết dẫn động so với đòn bẩy, bánh răng hoặc các cơ cấu khác hoàn toàn được cung cấp bởi cái gọi là cơ cấu kết hợp, kết hợp đòn bẩy, bánh răng, cam và các cơ cấu khác theo nhiều cách kết hợp khác nhau;
10) các cơ chế có cấu trúc thay đổi được sử dụng nếu cần thiết: để bảo vệ các liên kết của các cơ chế khỏi tình trạng quá tải do tai nạn; thực hiện các chuyển động cần thiết của các liên kết được dẫn động tùy thuộc vào sự hiện diện hay vắng mặt của tải trọng; thay đổi tốc độ hoặc hướng chuyển động của liên kết dẫn động của cơ cấu mà không làm dừng động cơ và trong nhiều trường hợp khác;
11) các cơ chế có chuyển động tương đối nhất định của các liên kết;
12) cơ cấu thủy lực - một tập hợp các cơ cấu tịnh tiến hoặc quay, nguồn phun chất lỏng làm việc, thiết bị điều khiển và điều chỉnh;
13) Cơ cấu khí nén là cơ cấu piston hoặc quay trong đó chuyển động được thực hiện nhờ năng lượng khí nén, I E. khí trong các cơ chế này được sử dụng làm chất mang năng lượng;
Giai đoạn quan trọng nhất trong thiết kế máy là phát triển các sơ đồ cấu trúc và động học của máy, phần lớn quyết định việc thiết kế các bộ phận và bộ phận riêng lẻ, cũng như hiệu suấtô tô .
Trong khóa học này, cơ cấu tay quay-trượt sẽ được xem xét.
Cơ cấu thanh trượt tay quay là một trong những cơ cấu phổ biến nhất. Nó là cơ cấu chính trong tất cả các piston (động cơ) đốt trong, máy nén, máy bơm, máy giãn nở khí), máy nông nghiệp (máy cắt cỏ, máy gặt, máy liên hợp) và máy rèn, máy ép.
Trong mỗi phương án chức năng, thiết kế phải tính đến các yêu cầu cụ thể đối với cơ chế. Tuy nhiên, các phụ thuộc toán học mô tả cấu trúc, hình học, động học và động lực học của cơ cấu sẽ gần như giống nhau đối với tất cả các ứng dụng khác nhau. Sự khác biệt chính giữa TMM và Nội quy học tập, nghiên cứu phương pháp thiết kế máy móc đặc biệt là TMM tập trung vào nghiên cứu các phương pháp tổng hợp và phân tích chung cho một loại cơ chế nhất định, độc lập với mục đích chức năng cụ thể của nó.
Cơ cấu thanh trượt tay quay là cơ cấu thanh trượt tay quay có thanh nối dài vô hạn, được biến đổi về mặt cấu trúc thành một thanh trượt đá. Thanh dẫn hướng của nó, thanh trượt, được tích hợp với thanh trượt, tạo nên chuyển động hài hòa. Do đó chuyển động của con trượt tỉ lệ với cosin của góc quay tay quay. Cơ cấu này còn gọi là cơ cấu hình sin, được sử dụng trong các máy bơm và máy nén piston nhỏ, các thiết bị thực hiện chuyển động điều hòa của con trượt hoặc xác định các giá trị tỉ lệ với sin hoặc cosin của góc quay tay quay, v.v.
Tùy theo mục đích và điều kiện vận hành, các cơ cấu có cặp số cao hơn có thể được chia thành một số loại, trong đó các loại chính là cam, bánh răng, ma sát, Maltese và bánh cóc.
Cơ cấu cam là một cơ cấu, cặp cơ cấu cao nhất được hình thành bởi các liên kết gọi là cam và bộ đẩy. Chúng khác nhau về hình dạng các phần tử của chúng. Hình dạng của phần tử đẩy có thể được lấy tùy ý và hình dạng của phần tử cam được chọn sao cho đối với phần tử đẩy đã cho, quy luật chuyển động cần thiết của khâu dẫn động được đảm bảo. Cơ cấu cam đơn giản nhất là cơ cấu ba liên kết, bao gồm cam, cơ cấu đẩy và thanh chống; liên kết chính của nó thường là một cam.
Cơ cấu bánh răng, tức là một cơ cấu, cặp cao nhất được tạo thành bởi các liên kết bánh răng, có thể được coi là trường hợp đặc biệt của cơ cấu cam, vì liên kết bánh răng giống như một trục cam nhiều. Cơ cấu bánh răng chủ yếu dùng để truyền chuyển động quay giữa hai trục bất kỳ khi có sự thay đổi vận tốc góc của trục bị dẫn động.
Cơ cấu ma sát là cơ chế trong đó việc truyền chuyển động quay giữa các mắt xích tạo thành cặp cao hơn được thực hiện do ma sát giữa chúng. Một cơ cấu ma sát đơn giản bao gồm ba liên kết - hai hình trụ tròn quay và một giá đỡ.
Cơ cấu ma sát thường được sử dụng trong các hộp số biến thiên liên tục. Ở tốc độ góc không đổi của đĩa, bằng cách di chuyển con lăn dọc theo trục quay của nó, bạn có thể thay đổi một cách trơn tru không chỉ tốc độ góc mà còn cả hướng quay.
Cơ cấu tiếng Malta chuyển đổi chuyển động quay liên tục của thanh dẫn - tay quay có đèn lồng - thành chuyển động quay không liên tục của thanh truyền động - “chữ thập”.
Một cơ cấu bánh cóc với một chốt dẫn động dùng để chuyển chuyển động quay tịnh tiến thành chuyển động quay không liên tục theo một hướng. Tay cò lái dẫn động có cóc quay bánh cóc dần dần. Cái chốt ngăn không cho bánh xe quay mặt trái. Cặp trên cùng ở đây được hình thành bởi cóc và bánh cóc.
Cơ cấu tiếng Malta và bánh cóc được sử dụng rộng rãi trong máy công cụ và dụng cụ.
2. Phân tích cấu trúc của cơ chế
Cơ cấu sàng lọc (Hình 1) gồm 5 khâu: 1 – tay quay OA thực hiện chuyển động quay; 2 – thanh trượt A, thực hiện chuyển động tịnh tiến dọc theo cầu trượt; 3 – Tay cò mổ ABC, thực hiện chuyển động lắc quanh bản lề B; 4 – thanh truyền CD; 5 – thanh trượt D thực hiện chuyển động tịnh tiến; cũng như bảy cặp động học.
Hình 1 – Sơ đồ cơ cấu đòn bẩy
Xác định mức độ chuyển động của cơ cấu
Mức độ linh động của cơ chế được xác định theo công thức Chebyshev:
W = 3n – 2P 5 – P 4 , (2.1)
Trong đó n là số mắt xích chuyển động của cơ cấu, n =5;
P 5 là số cặp động học loại V, P 5 = 7;
P 4 – số cặp động học loại IV, P 4 = 0.
Thay các giá trị bằng số vào, ta được:
W = 3·5 – 2·7 – 0 = 1.
Do đó, mức độ di động của cơ cấu, biểu thị số lượng mắt xích dẫn đầu trong cơ cấu đang nghiên cứu, bằng 1. Điều này có nghĩa là một mắt xích dẫn động là đủ cho hoạt động của cơ cấu.
Phân chia cơ chế thành các nhóm cấu trúc
Theo phân loại của I. I. Artobolevsky, chúng tôi sẽ chia cơ chế đang nghiên cứu thành các nhóm cấu trúc. Cơ cấu sàng (Hình 1) bao gồm một mắt xích dẫn đầu loại 1 và hai nhóm cấu trúc cấp II bậc 2.
Cả hai nhóm cấu trúc đều thuộc loại thứ ba: loại thứ nhất (liên kết 2 và 3) và loại thứ hai (liên kết 4 và 5). Các nhóm cấu trúc gồm có 2 liên kết và 3 cặp động học. Công thức cấu tạo của cơ chế là:
3. Phân tích động học truyền bánh răng
Truyền động của cơ cấu đòn bẩy của màn hình, bao gồm hộp số hành tinh và hộp số bánh răng, được thể hiện trên Hình 2. Hộp số hành tinh, bao gồm một bộ phận mang và bốn bánh xe có bánh răng bên ngoài, có tỉ số truyền i H3 = 10. Các bánh răng lắp sau hộp số hành tinh có số răng như sau: z 4 = 12, z 5 = 28.
Hình 2 – Dẫn động cơ cấu đòn bẩy
Tỉ số truyền bánh răng 4 và 5 được xác định theo công thức
Tỷ số truyền tổng của toàn bộ bộ truyền động được xác định theo công thức
Sau đây là một số thông số của bộ truyền bánh răng và hộp số hành tinh: m I = 3,5 mm; m II = 2,5mm; khoảng cách giữa các bánh răng – a w = 72 mm; vận tốc góc trục truyền động(trục động cơ) – ω d = 150,00 rad/s. Hãy xác định vận tốc góc của khâu dẫn động của cơ cấu chắn – ω 1 theo công thức:
ω 1 = ω d / i 15 , (3.3)
ω 1 = 150 / 23,33 = 6,43 rad/s.
4. Phân tích động học của cơ cấu đòn bẩy
Mục đích của phân tích động học là xác định tốc độ và gia tốc của các điểm đặc trưng của cơ cấu đòn bẩy-trượt của màn chắn.
Xây dựng kế hoạch các vị trí cơ chế
Các tham số của cơ chế đang nghiên cứu (Hình 1) được đưa ra trong Bảng 1.
Bảng 1 - Thông số cơ chế
| ω 1 , rad/s |
||||||
Quy mô phương án cơ chế được xác định theo công thức
l OA - chiều dài thực của tay quay OA, m;
OA – chiều dài tay quay OA trên bản vẽ, mm.
Thay thế dữ liệu, chúng tôi nhận được
tôi = 
Trình tự xây dựng kế hoạch dự phòng cơ chế này:
– đánh dấu trên hình vẽ vị trí các tâm quay của tay quay T.O và cơ cấu lắc T.C;
– ta phác thảo quỹ đạo chuyển động của các điểm A và O của các bộ phận này;
– chia quỹ đạo của tay quay OA thành 12 phần bằng nhau;
– từ các điểm thu được A 0, A 1, A 2, ..., A 12 vẽ các đường thẳng tới t.B;
– từ điểm B kẻ đường vuông góc, lấy góc ABC bằng 90◦;
– ta xác định được vị trí điểm C tại các vị trí nhất định của tay quay OA;
– Vẽ đoạn CD theo tỷ lệ sao cho điểm D nằm trên đường thẳng OVD;
– dùng phương pháp khía khía ta xác định được vị trí của điểm D tại các vị trí nhất định của tay quay OA;
– theo chiều kim đồng hồ ta đặt tay quay OA vào vị trí mới và lặp lại quá trình thi công;
– chúng ta chỉ ra trong hình vẽ quỹ đạo của các điểm cực trị của các khâu và vị trí khối tâm của các khâu.
Xây dựng sơ đồ chuyển động của liên kết làm việc
Để xây dựng sơ đồ động học, 12 vị trí chuyển động của cơ cấu (dọc theo tay quay OA) được xét bằng phương pháp vi phân đồ thị.
Hãy xem xét chuyển động của liên kết đầu ra. Hãy lấy vị trí số 0 làm điểm bắt đầu (nó cũng là điểm cuối cùng). Chúng ta chia trục abscissa thành 12 phần bằng nhau. Trên trục tọa độ, chúng ta vẽ khoảng cách mà điểm D đi được theo đường thẳng (trên liên kết 5) từ vị trí ngoài cùng bên trái đến vị trí ngoài cùng bên phải tương ứng với một thời điểm nhất định. Sử dụng các điểm thu được, chúng tôi xây dựng sơ đồ dịch chuyển φ = φ(t) của liên kết đầu ra.
Chúng tôi xác định quy mô dịch chuyển từ góc quay và theo thời gian:
trong đó l là khoảng cách trên bản vẽ một vòng quay hoàn toàn của tay quay OA, mm;
n - số vòng quay trong một phút quay của tay quay OA, vòng/phút, xác định theo công thức
Lấy chiều dài toàn bộ vòng quay trong bản vẽ là 180 mm, ta xác định được tỷ lệ
Hãy lấy quy mô chuyển động nhỏ hơn một chút
ms = 
Đồ họa phân biệt biểu đồ tốc độ và gia tốc của liên kết đầu ra. Sau khi chọn khoảng cách cực tùy ý H v = (40...60 mm) = 50 mm, ta tính tỷ lệ của biểu đồ vận tốc m V
(4.5)
Chúng ta thay thế đường cong dịch chuyển bằng một tập hợp dây cung, chọn khoảng cách cực và xây dựng hệ tọa độ. Để làm được điều này, trên đồ thị vận tốc, song song với dây cung, ta dựng các đường thẳng đi qua cực. Từ giao điểm của đường thẳng với trục S vẽ đường thẳng song song với trục t đến vị trí mong muốn. Chúng tôi kết nối các điểm kết quả theo chuỗi, tạo ra biểu đồ tốc độ của liên kết đầu ra. Tương tự như đồ thị vận tốc, chọn giá trị tùy ý khoảng cách cực H A bằng 40 mm, ta tính tỉ lệ của đồ thị gia tốc m A
(4.6)
Xây dựng biểu đồ gia tốc cũng tương tự như xây dựng biểu đồ vận tốc.
Xây dựng kế hoạch tốc độ cho ba vị trí
Để dựng, bạn cần biết vận tốc của điểm A trong chuyển động quay của khâu OA. Hãy xác định nó từ công thức:
V A 1 = 
Để xây dựng kế hoạch tốc độ, chúng ta sẽ chọn các vị trí của cơ cấu: thứ nhất, thứ bảy và thứ mười. Đối với tất cả các vị trí, việc xây dựng là tương tự nhau, vì vậy chúng tôi sẽ mô tả thuật toán xây dựng. Hãy xác định các điểm đặc trưng cho công trình: điểm quy chiếu - A1, B6, D6, C3; và cơ bản – A3, D4. Hãy tạo phương trình vectơ cho vận tốc của các điểm này:
(4.8)
(4.9)
Chúng tôi đang xây dựng một kế hoạch tốc độ. Tay quay OA di chuyển với tốc độ không đổi. Từ cực – P của sơ đồ tốc độ theo hướng quay của tay quay vuông góc với OA, ta vẽ vectơ vận tốc (Pa 1), với điều kiện lấy chiều dài của nó là 80 mm. Sau đó, chúng tôi xác định quy mô của kế hoạch tốc độ:
mV = 
Theo hệ phương trình (4.8), ta xây dựng các cách dựng tương ứng. Để làm điều này, qua điểm a 1 chúng ta vẽ một đường thẳng song song với BA và từ cực P chúng ta vẽ một đường thẳng vuông góc với AB, vì tốc độ của B6 bằng 0. Như vậy ta thu được điểm a 3. Vì điểm C thuộc liên kết ABC nên nó có thể được tìm thấy trên sơ đồ tốc độ bằng cách sử dụng định lý tương tự. Chúng ta xác định vị trí của nó bằng tỉ số độ dài của đòn bẩy ABC và tỉ số độ dài của các vận tốc a 3 trên 6 c 3. Sau đó, chúng tôi sử dụng hệ phương trình vectơ (4.9). Sau khi tìm được điểm bằng 3, chúng ta đặt một đường vuông góc từ điểm đó tới thanh kết nối SD. Từ cực ta kẻ một đường thẳng song song với đường thẳng VD; vì tốc độ của điểm b 6 bằng 0 nên chúng ta thu được điểm d 4. Chúng ta xác định vị trí của vectơ vận tốc của các khối tâm từ định lý tương tự. Vì khối tâm của đường OA nằm ở điểm O nên trên sơ đồ tốc độ nó sẽ ở điểm P. Vị trí của tâm S 4 trên sơ đồ tốc độ sẽ được xác định trên đường có 3 d 4, trong giữa phân khúc. Trên đoạn b 6 a 3 ta tìm được từ tỉ lệ (4.11) vị trí của điểm S 3:
Đối với cả ba vị trí, chúng tôi sẽ tính toán tốc độ từ việc xây dựng đồ họa, có tính đến việc chuyển đổi chúng sang kích thước tự nhiên, đo chiều dài của vectơ tương ứng với tốc độ và nhân chúng với tỷ lệ của sơ đồ tốc độ:
Bảng 2 - Giá trị tốc độ thực tế của các điểm đặc trưng của cơ cấu đòn bẩy ở ba vị trí
| Vị trí cơ chế |
Tốc độ tại điểm |
Chiều dài vectơ từ kế hoạch (рn), mm |
||
Xây dựng phương án tăng tốc cho 3 vị trí
Hãy tạo hệ phương trình vectơ gia tốc của cơ cấu đòn bẩy bằng cách tương tự với phương trình vectơ vận tốc:
(4.13)
(4.14)
Hãy xác định gia tốc chuẩn của điểm A của khâu OA. Vì liên kết quay với tốc độ không đổi nên không có gia tốc tiếp tuyến. Sau đó chúng tôi có:
Chúng ta hãy trình bày một thuật toán xây dựng sơ đồ gia tốc tương tự bằng cách sử dụng ví dụ về vị trí đầu tiên. Các công trình còn lại thực hiện tương tự.
Chúng ta bắt đầu xây dựng sơ đồ bằng cách xây dựng gia tốc của điểm A. Chúng ta hãy vẽ đồ thị trên thang đo từ cực P, với hướng của vectơ từ A đến O. Chúng ta hãy xác định thang gia tốc bằng cách lấy tùy ý độ dài gia tốc a 1 = 80 mm trên hình vẽ:
tôi = 
Hãy xác định vận tốc góc của các liên kết ABC và SD. Chúng tôi tìm thấy giá trị của chúng bằng công thức (4.17) và được hướng song song với các liên kết tương ứng tính từ điểm cơ sở.
(4.17)
Chúng tôi tìm thấy vận tốc góc cho mỗi liên kết từ kế hoạch tốc độ. Chúng ta hãy tóm tắt các giá trị thu được trong Bảng 3.
Bảng 3 - Vận tốc góc của các mắt xích và gia tốc pháp tuyến
| Chức vụ |
Tốc độ |
Giá trị, m/s |
Bình thường sự tăng tốc |
Nghĩa, |
Giá trị tỷ lệ, mm |
Việc xây dựng được thực hiện bằng cách sử dụng hệ phương trình vectơ. Gia tốc tiếp tuyến được hướng vuông góc với các liên kết. Khi tính đến tất cả những điều này, chúng tôi sẽ xây dựng sơ đồ tăng tốc cho các vị trí cơ cấu: 1, 7, 10. Điểm 3 được xác định tương tự với sơ đồ tốc độ. Chúng tôi tìm gia tốc Coriolis bằng công thức:
(4.18)
(4.19)
Chúng tôi tóm tắt các giá trị thu được trong Bảng 4. Nó được trình bày theo hướng quay 90° so với vectơ vận tốc. Tốc độ tương đối có hướng song song với chuyển động, sắp xếp các vectơ theo thứ tự. Tìm điểm a 3 và d 4.
Bảng 4 - Tính gia tốc Coriolis
Chúng tôi tóm tắt kết quả của tất cả các tính toán bằng phương pháp đồ thị và vi phân trong Bảng 5.
Bảng 5 – Bảng hội tụ
Chúng tôi tìm thấy sự khác biệt về giá trị tốc độ và gia tốc bằng cách sử dụng các công thức:
(4.20)
(4.21)
giá trị gia tốc so với phương án ở đâu, m/s 2 ;
– giá trị gia tốc theo sơ đồ, m/s 2 ;
V D4 – giá trị tốc độ so với phương án, m/s;
V pp D4 – giá trị tốc độ từ sơ đồ, m/s.
5. Phân tích cơ chế động tĩnh
Mục đích của phân tích động tĩnh là tìm các lực quán tính và xác định các phản lực theo cặp động học.
Từ trang bản vẽ đầu tiên, chúng ta sẽ chuyển sơ đồ cơ cấu ở vị trí đầu tiên, đồng thời chuyển sơ đồ gia tốc của vị trí này và sơ đồ tốc độ quay 90 0 ngược chiều kim đồng hồ.
Xác định trọng số của các liên kết cơ chế
Trọng số của các liên kết được xác định theo công thức
G i = m i ∙ g, (5.1)
trong đó g là gia tốc trọng trường, g = 9,81 m/s 2 .
Chúng tôi tóm tắt các giá trị thu được trong Bảng 6.
Bảng 6 - Trọng lượng và khối lượng của các mắt xích
| Tham số |
|||||
| Trọng lượng, kg |
|||||
Xác định mô men quán tính và lực quán tính của các khâu
Hãy tìm lực quán tính của từng mắt xích riêng biệt.
Lực FI có hướng ngược chiều với gia tốc toàn phần của điểm S và có thể xác định theo công thức
m là khối lượng của khâu, kg;
và S là gia tốc khối tâm của dây, m/s 2 .
Thay các giá trị bằng số vào, ta được Ф 1 = Ф 2 = 0,
Momen quán tính M I của một cặp lực quán tính có hướng ngược chiều với gia tốc góc e của dây và có thể xác định theo công thức
trong đó là mômen quán tính của khâu đối với trục đi qua khối tâm S và vuông góc với mặt phẳng chuyển động của khâu, kg ∙ m 2,
Hãy xác định gia tốc góc theo công thức
Thay thế các giá trị số vào các công thức (5.3-5.4), chúng ta thu được các giá trị mà chúng ta sẽ nhập vào Bảng 6.
Bảng 6 – Mômen quán tính và lực quán tính của các mắt xích
| Số lượng |
|||||
Xác định điểm tác dụng lực
Chúng ta hãy xem xét các nhóm asura riêng biệt để tìm phản ứng. Chúng tôi sẽ tính toán từ sau. Đối với các cặp quay, phản lực được chia thành hai loại – song song và vuông góc. Hãy hướng lực cản hữu ích chống lại lực quán tính.
Xác định các phản ứng theo cặp động học
Chúng ta bắt đầu tính toán với nhóm cấu trúc cuối cùng. Chúng tôi vẽ một nhóm liên kết 4 và 5 và truyền tất cả các tải trọng và phản lực bên ngoài vào nhóm này. Chúng tôi coi nhóm này ở trạng thái cân bằng và xây dựng phương trình cân bằng
Giá trị được phân tách thành hai thành phần: bình thường và tiếp tuyến.
(5.6)
Giá trị được tìm thấy từ điều kiện cân bằng so với điểm D của liên kết thứ tư.
trong đó , h 1 , là cánh tay của các lực lên điểm D, xác định từ hình vẽ m.
(5.8)
Chúng ta xây dựng sơ đồ lực lượng, từ đó xác định số lượng, . Chúng ta thu được các giá trị sau, có tính đến thang lực m F = 10 N/mm:
Xét rằng con trượt cũng có thể được xem xét một cách riêng biệt, chúng ta thu được rằng lực tác dụng vào v.v., vì khoảng cách b = 0. Chúng tôi xác định hướng đi.
Tương tự, chúng tôi xây dựng phương trình cân bằng cho nhóm Asura thứ hai.
Chúng ta không tìm phản lực của con trượt 2 với tay cò mổ, bởi vì nó không quan trọng lắm
Chúng tôi xây dựng một đa giác lực, từ đó chúng tôi xác định các phản ứng chưa biết. Chúng tôi thu được các giá trị sau có tính đến quy mô của lực:
Định nghĩa lực cân bằng
Chúng tôi vẽ liên kết dẫn đầu và áp dụng các tải trọng hiệu quả. Để hệ ở trạng thái cân bằng, người ta đưa vào một lực cân bằng tác dụng tại điểm A vuông góc với liên kết AO. Sơ đồ cho thấy lực cân bằng bằng phản lực
Xác định lực cân bằng bằng phương pháp Zhukovsky
Chúng ta xoay sơ đồ tốc độ của cơ cấu một góc 90° và tác dụng lực tác dụng và lực quán tính lên nó. Sau đó, chúng ta xây dựng một phương trình cân bằng, coi phương án vận tốc là một vật rắn, so với cực.
Thay các giá trị số ta được
Chúng tôi xác định sai số khi tính toán lực cân bằng bằng phương pháp sơ đồ lực và phương pháp Zhukovsky bằng công thức
(5.11)
Thay các giá trị bằng số vào, ta được
Phần kết luận
Trong khóa học này, việc phân tích cơ cấu thanh trượt tay quay đã được thực hiện.
Trong quá trình xem xét tài liệu, chúng tôi đã làm quen với nguyên tắc hoạt động của các cơ chế khác nhau. Theo kết quả phân tích, các loại nghiên cứu sau đã được thực hiện: tổng hợp cấu trúc, động học, động tĩnh và bánh răng.
Trong quá trình phân tích cấu trúc, xác định cấu trúc và mức độ di động của cơ chế.
Trong phân tích động học, vận tốc và gia tốc được xác định bằng hai phương pháp: phương pháp đồ thị và phương pháp vi phân đồ thị. Vận tốc và gia tốc của điểm D ở vị trí thứ nhất lần lượt bằng 0,28 m/s, 0,27 m/s và 5,89 m/s 2 , 5,9 m/s 2 , sai số lần lượt là 2,1% và 1,2%. . Đối với vị trí thứ bảy, vận tốc và gia tốc lần lượt là 0,5 m/s, 0,5 m/s và 8,6 m/s 2 , 8,5 m/s 2 , sai số lần lượt là 0% và 2,3%. Đối với vị trí thứ mười, vận tốc và gia tốc lần lượt là 2,05 m/s, 1,98 m/s và 3,6 m/s 2 , 3,7 m/s 2 , sai số lần lượt là 2,3% và 2,6%. Có thể lập luận rằng các tính toán đã được thực hiện chính xác, bởi vì sai số đối với tốc độ không vượt quá 5% và đối với gia tốc nhỏ hơn 10%.
Trong phân tích động tĩnh, việc tính toán lực được thực hiện bằng hai phương pháp. Phương pháp hoạch định lực lượng và phương pháp Zhukovsky đã được sử dụng. Theo phương pháp kế hoạch lực lượng, F UR hóa ra bằng 910 N, và theo phương pháp Zhukovsky - 906 N, sai số là 2,3%, không vượt quá tiêu chuẩn cho phép. Có thể kết luận rằng phương pháp bố trí lực lượng tốn nhiều công sức hơn so với phương pháp Zhukovsky.
Danh sách các nguồn được sử dụng
1 Artobolevsky I.I. Lý thuyết về cơ chế và máy móc: Sách giáo khoa - tái bản lần thứ 4, bổ sung. Đã sửa đổi - M.: Nauka, 1988. - 640 tr.
2 Korenyako A.S. Thiết kế khóa học về lý thuyết cơ chế và máy móc: - tái bản lần thứ 5, sửa đổi - Kyiv: Trường Vishcha, 1970. - 332 tr.
3 Kozhevnikov S.N. Lý thuyết về cơ chế và máy móc: Sách giáo khoa - tái bản lần thứ 4 - M.: Cơ khí, 1973. - 592 tr.
4 Marchenko S.I. Lý thuyết cơ cấu và máy móc: Bài giảng. - Rostov-on-Don: Phoenix, 2003. – 256 tr.
5 Kulbachny O.I.. Lý thuyết về cơ chế và thiết kế máy: Sách giáo khoa.-M.: Higher School, 1970.-228
Đại học Kỹ thuật bang Perm
BỘ PHẬN "Cơ học vật liệu và kết cấu composite."
DỰ ÁN KHÓA HỌC
THEO LÝ THUYẾTCƠ CHẾ VÀ MÁY MÓC
Chủ thể:
Bài tập:
Lựa chọn:
Hoàn thành: sinh viên nhóm
Đã kiểm tra: Giáo sư
Poezzhaeva E.V.
Perm 2005
Phân tích cấu trúc của cơ chế……………………………… 3
Phân tích động học của cơ chế……..4
Phân tích động tĩnh của cơ chế……………………………….…9
Tính toán bánh đà…………………………………… 12
Lập hồ sơ cam……………………………………17
Thiết kế bánh răng………………………….20
Hướng dẫn thực hiện tính toán cho một dự án khóa học trên TMM…….23
Tài liệu tham khảo……………………….24
Phân tích kết cấu3 của cơ cấu tay quay-trượt
1. Hãy mô tả sơ đồ khối của cơ chế
OA - tay quay - thực hiện chuyển động quay;
AB - thanh nối - thực hiện chuyển động song song với mặt phẳng;
B - thanh trượt - thực hiện chuyển động tịnh tiến.
2. Tìm mức độ linh động của cơ cấu theo công thức Chebyshev:
3. Chúng ta hãy phân tách Assur thành các nhóm cấu trúc
4. Hãy viết công thức cấu tạo của cơ cấu I=>II 2 2
5. Xác định lớp, thứ tự của toàn bộ cơ chế.
Cơ cấu đang nghiên cứu bao gồm cơ cấu loại một và nhóm kết cấu loại hai bậc hai (thanh kết nối và thanh trượt), do đó, bơm thủy lực OAV là một cơ cấu hạng hai hạng hai.
Phân tích động học của cơ chế
Dữ liệu ban đầu: 
OA = m, 
AB = mm
Trong phân tích động học, ba vấn đề được giải quyết:
vấn đề về quy định;
vấn đề vận tốc;
vấn đề tăng tốc.
Vấn đề quy định
Thiết kế cơ cấu tay quay – con trượt Hãy tìm các vị trí cực trị của cơ cấu: điểm đầu và điểm cuối của hành trình làm việc. Chúng ta tìm điểm bắt đầu của hành trình làm việc bằng công thức:
l - chiều dài tay quay OA
g - chiều dài thanh truyền AB
Chúng ta tìm điểm kết thúc của hành trình làm việc bằng công thức:
Hành trình làm việc
S=S" - S"=2r [m];
Hãy xây dựng một cơ chế để mở rộng quy mô
1
=
AB/OA= [m/mm]
Hãy tìm độ dài AB:
AB = 
AB/1= [mm]
Chúng ta sẽ chỉ ra sự chuyển động của các điểm ở 12 vị trí của cơ cấu. Để làm điều này, hãy chia hình tròn thành 12 phần bằng nhau (sử dụng phương pháp serif).
Hãy xây dựng một đường cong thanh kết nối. Để làm điều này, hãy tìm trọng tâm của mỗi liên kết và kết nối nó bằng một đường thẳng.
Sơ đồ vị trí máy được sử dụng để xác định vận tốc và gia tốc tại các vị trí nhất định.
Vấn đề vận tốc
Phân tích động học được thực hiện bằng phương pháp phân tích đồ họa, phản ánh sự rõ ràng của sự thay đổi tốc độ và cung cấp đủ độ chính xác. Tốc độ dẫn:
[ms -1]
Viết phương trình vectơ:
V B = V A + V AB ; V B = V X +V B X
trong đó V X = 0; V A OA; V AB AB; V BX BX
Ta xác định giá trị của các vectơ V BA, V B, V S 2 bằng cách xây dựng. Hãy chọn quy mô của kế hoạch tốc độ
[ms -1 /mm].
Ge pa - đoạn đặc trưng cho giá trị tốc độ trong hình vẽ = mm. Từ một điểm p tùy ý - cực của phương án vận tốc, ta vẽ vectơ pa,
vuông góc với OA. Qua điểm a vẽ đường thẳng vuông góc với AB. Giao điểm của trục x (chọn theo hướng của điểm trong) với đường thẳng này sẽ cho điểm trong, nối điểm trong với cực ta được vectơ vận tốc của điểm trong. Hãy xác định giá trị của tốc độ t trong:
[ms -1]
Vị trí của điểm trên sơ đồ tốc độ được xác định theo tỷ lệ:
Bằng cách nối t S 2 với cực p, chúng ta thu được độ lớn và hướng của tốc độ S2:
[ms -1]
[ms -1]
Hãy xác định:
[ms -1]
[ms -1]
[ms -1]
Hãy xác định:
[s -1]
Hướng 2 được xác định bằng cách truyền vectơ vba trong t.B so với t.A.
|
Tham số |
Vị trí cơ chế |
|||||||||||
1. Phân tích kết cấu cơ chế
Một cơ cấu tay quay trượt được trình bày.
Chúng tôi xác định số bậc của cơ chế đang nghiên cứu bằng công thức Chebyshev:
(1)
Ở đâu N - số lượng mắt xích chuyển động trong chuỗi động học đang được nghiên cứu; trang 4 Và p5– lần lượt là số cặp lớp bốn và lớp năm.
Để xác định giá trị của hệ số N Hãy phân tích sơ đồ khối của cơ chế (Hình 1):
Hình 1 – Sơ đồ khối của cơ chế
Sơ đồ khối của cơ chế bao gồm bốn liên kết:
1 – tay quay,
2 – thanh nối AB,
3 – thanh trượt B,
0 – đứng,
trong trường hợp này, liên kết 1 – 3 là liên kết di động và giá 0 là liên kết cố định. Nó được trình bày trong thành phần sơ đồ khối hai giá đỡ cố định có khớp nối và một thanh dẫn hướng 3.
Kể từ đây, n=3.
Để xác định các giá trị hệ số trang 4 Và p5 Hãy tìm tất cả các cặp động học thuộc chuỗi động học đang xét. Kết quả nghiên cứu được ghi lại trong Bảng 1.
Bảng 1 – Các cặp động học
| № | Cặp động học (KP) | Đề án điện ảnh - cặp đôi tic |
Lớp điện ảnh- cặp đôi tic |
Mức độ chuyển động |
||||||
| 1 | 0 – 1 | luân phiên |
||||||||
| 2 | 1 – 2 |  |
luân phiên |
1 | ||||||
| 3 | 2 – 3 |  |
luân phiên |
1 | ||||||
| 4 | 3 – 0 |  |
luân phiên |
1 | ||||||
Từ việc phân tích dữ liệu trong Bảng 1, có thể thấy rằng nghiên cứu cơ chế động cơ đốt trong với hành trình piston tăng lên, nó bao gồm bảy cặp loại thứ năm và tạo thành một chuỗi động học khép kín. Kể từ đây, p 5 = 4, MỘT p 4 = 0.
Thay thế các giá trị tìm thấy của các hệ số n, p 5 Và trang 4 vào biểu thức (1), ta được:
Để xác định thành phần cấu trúc của cơ chế, chúng tôi chia sơ đồ đang xem xét thành các nhóm cấu trúc Assur.
Nhóm liên kết đầu tiên là 0-3-2 (Hình 2).
Hình 2 – Nhóm cấu trúc Assur
Nhóm này bao gồm hai phần chuyển động:
thanh nối 2 và thanh trượt 3;
hai dây xích:
và ba cặp động học:
1-2 – cặp luân phiên hạng năm;
2-3 – cặp luân phiên hạng năm;
3-0 – cặp lũy tiến của hạng năm;
thì n=2; p 5 =3, a p 4 = 0.
Thay các giá trị hệ số đã xác định vào biểu thức (1),
Do đó, nhóm liên kết 4-5 là nhóm cấu trúc Assura 2 lớp 2 đơn hàng 2 loại.
Nhóm liên kết thứ hai là 0-1 (Hình 3).
Hình 3 – Cơ chế chính
Nhóm liên kết này bao gồm một liên kết chuyển động - tay quay 1, thanh răng 0 và một cặp động học:
0 – 1 – cặp luân phiên lớp thứ năm;
thì n=1; p 5 =1, a p 4 = 0.
Thay các giá trị tìm được vào biểu thức (1), ta thu được:
Do đó, nhóm liên kết 1 – 2 thực sự là cơ chế chính có tính di động 1.
Công thức cấu tạo cơ chế
CƠ CHẾ=PM(W=1) + SGA(Hạng 2, bậc 2, loại 2)
2. Tổng hợp sơ đồ động học
Để tổng hợp sơ đồ động học, trước tiên cần thiết lập hệ số tỷ lệ chiều dài μ ℓ. Để tìm μ ℓ, cần lấy kích thước tự nhiên của hệ điều hành tay quay và chia cho kích thước của một đoạn có độ dài tùy ý │OC│:
Sau đó, bằng cách sử dụng hệ số tỷ lệ chiều dài, chúng tôi chuyển đổi tất cả các kích thước tự nhiên của các liên kết thành các phân đoạn, với sự trợ giúp của chúng tôi sẽ xây dựng sơ đồ động học:
Sau khi tính toán các kích thước, chúng tôi tiến hành xây dựng một vị trí của cơ chế (Hình 4) bằng phương pháp serif.
Để làm điều này, trước tiên hãy rút trụ 0 trên đó gắn tay quay. Sau đó chúng ta kẻ một đường thẳng nằm ngang XX đi qua tâm hình tròn đã vẽ để làm chân đế. Sau đó, cần phải tìm tâm của thanh trượt 3. Tiếp theo, từ tâm của cùng một vòng tròn, chúng ta vẽ hai cái khác có bán kính
Và . Sau đó từ đó vẽ một đoạn có độ dài vuông góc với đường ngang XX. Các điểm giao nhau của đoạn này với các đường tròn đã dựng sẽ lần lượt là điểm A và C. Sau đó từ điểm A ta dựng một đường tròn có bán kính .Giao điểm của đường tròn này với đường thẳng XX sẽ là điểm B. Chúng ta vẽ hướng dẫn cho thanh trượt sẽ trùng với đường thẳng XX. Chúng tôi xây dựng thanh trượt và tất cả các chi tiết cần thiết khác của bản vẽ. Chúng tôi đánh dấu tất cả các điểm. Việc tổng hợp sơ đồ động học đã hoàn thành.
3. Phân tích động học của cơ cấu phẳng
Hãy bắt đầu xây dựng kế hoạch tốc độ cho vị trí của cơ chế. Để đơn giản hóa việc tính toán, bạn nên tính toán tốc độ và hướng cho tất cả các điểm thuộc vị trí của cơ cấu, sau đó xây dựng kế hoạch tốc độ.
Hình 4 – Một trong các vị trí cơ chế
Phân tích sơ đồ cơ cấu tay quay - con trượt: điểm O và O 1 là những điểm cố định nên mô đun tốc độ của các điểm này bằng 0 (
).Vectơ vận tốc của điểm A là tổng hình học của vectơ vận tốc của điểm O và tốc độ chuyển động quay tương đối của điểm A quanh điểm O:
. (2)
Đường hành động vector vận tốc
vuông góc với trục của tay quay 1 và hướng tác dụng của vectơ này trùng với hướng quay của tay quay.Mô-đun tốc độ điểm A:
, (3)
- vận tốc góc của khâu OA; - Độ dài hệ điều hành. Vận tốc góc
