Основные понятия применяемые при выполнении метрического синтеза механизма
После проведения структурного анализа механизма следует приступить к метрическому синтезу рычажного механизма. Для этого введем определения, с которыми необходимо ознакомиться перед продолжением работы.
При разборе любой кинематической схемы можно выделить три группы параметров: заданные, вычисляемые и свободные.
- Заданные параметры оговорены в техническом задании на выполнение проекта с учетом функционального назначения механизма.
- Вычисляемые параметры являются результатом решения уравнений, которые связывают заданные условия синтеза функциональными зависимостями с некоторой частью параметров механизма.
- Свободные параметры могут варьироваться с учетом всех условий синтеза, и их не удается выразить в явном виде в форме уравнений. Такие параметры определяются в ходе оптимизации при применении сетевого метода, при котором каждый свободный параметр варьируется относительно других параметров.
Условия синтеза разделяют на главные, обязательные и желательные. Главное условие - это условие выполнения заданного движения исполнительного звена с заданной точностью. Может быть указано линейное перемещение по прямой или определенной траектории, угол размаха выходного звена, закон изменения скорости или ускорения.
Обязательные и желательные условия синтеза часто формулируются в виде неравенств:
Например,... угол давления не может превышать допустимое значение ...
Многие параметры схемы назначаются из конструктивных соображений, они не формулируются в виде уравнений или неравенств, а назначаются конструктором с учетом опыта проектирования подобных механизмов, условий работы машины в конкретной среде.
Основные термины
Кривошип - звено, которое может совершать полный оборот вокруг неподвижной оси.
Коромысло - звено, которое может совершать только неполный оборот вокруг неподвижной оси.
Шатун - звено, образующее пары только с подвижными звеньями.
Ползун - звено, которое образует поступательную пару со стойкой.
Кулиса - звено, которое вращается вокруг неподвижной оси и образует с другим подвижным звеном поступательную пару.
Направляющая - звено, имеющее большую протяженность элемента поступательной пары.
Основные виды рычажных механизмов
-
а. Кривошипно-ползунный механизм.
Выходное звено совершает поступательное прямолинейное движение в пределах хода ползуна.
Кривошипно-ползунный механизм
-
б. Кривошипно-коромысловый механизм.
Выходное звено вращается вокруг неподвижной оси в пределах углового хода.
Кривошипно-коромысловый механизм
-
в. Двухкривошипный механизм
Механизм, в котором коромысло вырождается в кривошип.
Двухкривошипный механизм
-
г. Двухкоромысловый механизм.
Двухкоромысловый механизм
-
д. Коромыслово-ползунный механизм.
Коромыслово-ползунный механизм
-
е. Кулисный механизм
Выходное звено вращается вокруг неподвижной оси в пределах углового хода.
Кулисный механизм
-
ж. Коромыслово-кулисный механизм.
Коромыслово-кулисный механизм
-
и. Кривошипно-кулисный механизм.
Кривошипно-кулисный механизм
Для механизмов б, е, и движение выходного звена в одну сторону совершается за меньший угол поворота кривошипа, чем при движении в другую сторону. В некривошипных механизмах г, д, ж угол поворота входного звена изменяется в пределах заданного угла размаха входного звена.
Следующий раздел - метрический синтез рычажных механизмов.