АНАЛИЗ РЫЧАЖНЫХ И ЗУБЧАТЫХ МЕХАНИЗМОВ

Задача № 1
Структурное исследование плоских рычажных механизмов
Проанализировать структуру механизмов заданной схемы.
1.1. Вычертить схему механизма.
1.2. Пронумеровать звенья арабскими цифрами, присвоив последний номер неподвижному звену (стойке). Установить класс каждой кинематической пары, образуемой звеньями механизма.
1.3. Рассчитать степень подвижности механизма и проанализировать полученный результат. Если в механизме присутствуют пассивные связи и (или) местные подвижности, избавиться от них и повторить расчет.
1.4. Заменить высшие пары (если они имеются в механизме) кинематическими цепями с низшими парами; замену произвести непосредственно на кинематической схеме, для обозначения фиктивных звеньев в заменяющем механизме использовать обозначения Ф1, Ф2 и т.д. Определить степень подвижности заменяющего механизма, результат сопоставить с полученным в п. 1.3.
1.5. Для заменяющего механизма вычертить структурную схему (если это требуется для облегчения структурного анализа); установить возможные варианты выбора начальных звеньев и для каждого варианта написать формулу строения механизма. Для каждой формулы строения указать класс, вид и порядок структурных групп, а также класс механизма.
Решение
Механизмом называется искусственно созданная система тел, предназначенная для преобразования движения одного или нескольких тел в требуемом движении других тел. Одно или несколько жёстко соединённых между собой тел, входящих в состав механизма называется звеном. Звено, принимаемое за неподвижное, называется стойкой. Кинематической парой называются соединения двух соприкасающихся звеньев, допускающее их относительное движение. Число степеней свободы механизма относительно стойки называется его степенью подвижности.
Задача № 4
Кинематический синтез и анализ сложных зубчатых механизмов
4.1. Установить структуру механизма и определить его тип.
4.2. Вывести формулу передаточного отношения механизма, выразив его через числа зубьев колес.
4.3. Подобрать числа зубьев всех колес, обеспечивая заданные условия синтеза механизма (общее передаточное отношение iAB механизма, количество сателлитов у планетарной ступени и т.д.); если количество сателлитов не оговорено, принять любое nw > 1, удовлетворяющее условиям соседства и сборки.
По подобранным числам зубьев колес рассчитать фактическое передаточное отношение механизма iфАВ и сравнить по модулю с тем, которое соответствует условиям синтеза (допустимая погрешность δ iфАВ ≤ 2 %).
4.4. Считая угловую скорость ωB выходного вала B зубчатого механизма заданной и равной по модулю угловой скорости входного звена рычажного механизма в задаче 2, определить абсолютные угловые скорости всех звеньев; для звеньев, образующих вращательные кинематические пары, рассчитать относительные угловые скорости. При определении диаметров колес принять их модуль m = 1 мм.
Произвести синтез и кинематический анализ механизма, схема которого приведена на рис. 5. Подбором чисел зубьев обеспечить получение передаточного отношения iAB = ‒15,2. Угловая скорость выходного вала |ωB| = 6,5 1/с.
Зубчатые колеса Z4, Z5, Z6 и водило H составляют дифференциальную ступень, у которой угловые скорости колес Z4 и Z6 связаны соосной рядовой кинематической цепью, образуемой колесами Z1, Z2 и Z3. Таким образом, механизм является замкнутым дифференциалом. Его кинематику можно описать следующими соотношениями для дифференциальной ступени: