Построение кинематической схемы механизма
Итак, приступим к построению кинематической схемы механизма в графической части курсового проекта по Теории механизмов и машин
. Предварительно, посетите Youtube для освоения азов черчения в выбранной вами САПР. На первых порах скорость построения примитивов будет минимальна, но со временем выработаются навыки, и процесс значительно ускорится.
На данный момент имеем все длины звеньев механизма и выбранный масштаб для построения чертежа. Рассмотрим процесс построения на примере кривошипно-ползунного механизма. Для других механизмов процесс происходит по аналогии и состоит из простых шагов, которые входят в построение схемы для простейшего ползунного механизма.
Построение кинематической схемы кривошипно-ползунного механизма на чертеже
- a. Из произвольной точки проводится окружность радиусом, равным длине кривошипа \(R=l_1\). Обозначается центр окружности, для этого есть специальный примитив на панели инструментов любой САПР.
- b. В центре окружности строится шарнир и стойка, обозначается ось вращения кривошипа, в данном случае - точка А (обозначения кинематических пар можно посмотреть в таблице). В тексте задания или на иллюстрациях в исходных данных указано начальное положение кривошипа и направление его вращения. В некоторых вариантах начальное положение определяется по мертвой точке или при анализе циклограммы работы машинного агрегата. Также в числовых данных указан угол для силового анализа, именно этот угол откладывается от начального положения по направлению вращения и отмечается точка В.
- c. Обозначается начало отсчета обобщенной координаты, указывается угол и его обозначение. Нумеруются построенные звенья: кривошип 1 и стойка шарнира 0.
- d. Начальное положение механизма обозначается позицией 0, через каждые \(30 ^{\circ}\) откладывается положение точки B в зависимости от обобщенной координаты и нумеруется цифрами от 0 до 12. Последнее 12 положение совпадает с 0, т. к. начинается новый цикл работы механизма.
- e. От точки В откладывается отрезок длиной \(l_2\) так, чтобы вторая точка легла на ось Ох. При этом возможна только 1 точка пересечения С. Откладывается от точки B расстояние до центра масс шатуна \(l_{S2}\) и отмечается точка \(S_2\)
- f. Проводится построение для остальных 11 положений кривошипа. В результате образуются траектории центра масс шатуна и ползуна.
- g. Нумеруются положения точки С в соответствии с номером позиции кривошипа. Дополнительно можно пронумеровать положения центра масс шатуна, но это приведет к загромождению чертежа. Траектории вполне достаточно.
- h. Проверяется схема и проставляются недостающие элементы кинематической схемы.
Процесс построения кинематической схемы завершен. Обратите внимание, что для построения механизма используются направляющие. В данном примере кривошипно-ползунный механизм выполнен по соосной схеме, направляющая совпадает с осью Ох.
В случае четырехшарнирных механизмов направляющей для коромысла является дуга окружности с радиусом, равным длине коромысла. Откладывается отрезок от точки, принадлежащей кривошипу, длиной второго звена \(l_2\) до пересечения с направляющей-дугой. Дальнейший алгоритм полностью соответствуют приведенному выше.
При построении кинематической схемы сразу определите, по какой траектории двигаются точки звеньев механизма. Это поможет составить аналитические функции положения для нахождения передаточных функций механизма.