Структурный анализ механизмов. Кинематический анализ механизмов. Пример структурного и кинематического анализа кривошипо-ползунного механизма

1.3. Структурный анализ механизмов

Цель – изучение устройства, принципа действия механизма, определение числа кинематических звеньев, кинематических пар, числа степеней свободы.

Алгоритм структурного анализа.

1.Изображение структурной схемы.

2. Обозначение на ней кинематических звеньев и кинематических пар.

3. Составление таблицы кинематических пар.

4. Определение степеней свободы.

Пример структурного анализа

W=3n – 2P₂ –P₁=3х2 – 2х2 – 1 =6 – 5=1

1.4. Кинематический анализ механизмов

Цель – изучение кинематики механизма, нахождение функциональной зависимости между положениями, скоростями и ускорениями выходных и входных звеньев.

Алгоритм кинематического анализа.

1.Изображение кинематической схемы (В МАСШТАБЕ).

2. Нахождение зависимости положения выходного звена от положения входного звена

3. Построение графика положений механизма (изменение координат выходного звена в зависимости от координат входного).

4. Построение графика скорости и ускорения с помощью графического дифференцирования.

Задачу кинематического анализа можно решить:

а) аналитически (способ ненагляден, более точен);

б) графически (способ нагляден, менее точен).

1.5. Пример структурного и кинематического анализа кривошипо-ползунного механизма

Структурный анализ.

Рис. 1.3. Структурная схема кривошипо-ползунного механизма:

0, 1, 2, 3 - кинематические звенья (0 - неподвижное звено);

I, II, III, IV - кинематические пары

Таблица кинематических пар.

№№ КП	№№ звеньев	Тип КП
I II III IV	0 – 1 1 – 2 2 – 3 3 – 0	НКП НКП НКП НКП

Число степеней свободы механизма:

Кинематический анализ.

Размеры звеньев: ; .

Привязка к началу координат: ; ; .

Способ а)

Рис. 1.4. Схема кривошипо-ползунного механизма для аналитического способа решения задачи кинематического анализа

;

; ;

- зависимость перемещения ведомого звена (ползуна) от перемещения (угла поворота) ведущего звена.

Способ б)

Алгоритм графического способа решения задачи кинематического анализа:

– изображение кинематической схемы;

– построение диаграммы положений;

– построение графика перемещений;

– графическим дифференцированием построение графиков аналогов скоростей и ускорений.

Кинематическая схема и диаграмма положений (рис. 1.5) строятся в масштабе

Рис. 1.5. Кинематическая схема и диаграмма положений кривошипо-ползунного механизма

Рис. 1.6. График перемещений

Рис. 1.7. График аналога скорости