МЕТРИЧЕСКИЙ СИНТЕЗ ПЛОСКИХ РЫЧАЖНЫХМЕХАНИЗМОВ

Теоретическое обоснование

Метрический синтез – это процесс определения основных геометрических размеров звеньев механизма и конфигураций профилей рабочих поверхностей, которые наилучшим образом удовлетворяют заданным условиям и обеспечивают оптимальное сочетание качественных показателей.⁵

Задачами метрического синтеза являются:⁵

1) синтез кинематической схемы механизма по заданным положениям входного или выходного звена;

2) синтез кинематической схемы механизма по заданным геометрическим параметрам;

3) синтез кинематической схемы механизма по заданному закону движения выходного звена;

4) синтез кинематической схемы механизма по заданным кинематическим параметрам: средней скорости выходного звена, коэффициенту неравномерности средней скорости;

5) синтез кинематической схемы механизма по заданной величине угла давления или угла передачи.

При решении задач метрического синтеза рычажных механизмов руководствуются следующими критериями:¹

1) условие поворачиваемости звеньев – спроектированный механизм должен обеспечивать для входного или выходного звеньев возможность поворота на угол более 360°;

2) конструктивные ограничения на габариты механизма – спроектированный механизм должен обладать габаритными размерами, укладывающимися в заданные диапазоны;

3) точность обеспечения заданного закона движения или заданных положений звеньев механизма – спроектированный механизм должен обеспечивать выполнение заданного закона движения или заданных положений звеньев с требуемой точностью;

4) ограничение по условиям передачи силовых факторов – текущее значение угла давления спроектированного механизма не должно превышать допустимой величины;

5) другие условия и требования, учитывающие специфику функционирования и эксплуатации механизма.

Задача 3. Вариант 1.Известны длина кривошипа = 0,15 м OA l, шатуна = 0,70 м AB l, шатуна = 0,35 м ВСlи . Требуется по заданным геометрическим параметрам выполнить метрический синтез кинематической схемы кривошипно-ползунного механизма (рис. 3).

Рис. 3

Решение.Приняв ОА = 15 мм , определим масштабный коэффициент длин, м/мм:

Переводим все остальные геометрические параметры в выбранный масштабный коэффициент длин, мм:

По полученным величинам в выбранном масштабном коэффициенте длин выполняем метрический синтез кинематической схемы кривошипно-ползунного механизма в следующей последовательности:

1) В произвольном месте выбираем точку O, характеризующую положение стойки кривошипно-ползунного механизма (рис. 3.1, а).

2) Из точки O проводим дугу радиусом R₁, равным величине отрезка /OA/, взятой в миллиметрах, т. е. R₁ = 15мм (рис. 3.1, б).

3) Из точки B проводим дугу радиусом R₂, равным величине отрезка /AB/, взятой в миллиметрах, т. е. R₂ = 70 мм. В результате пересечения дуги радиусом R₂с дугой радиусом R₁ определим положение точки A (рис. 3.1, в).

4) Из точки C проводим дугу радиусом R₃, равным величине отрезка /BC/, взятой в миллиметрах, т. е. R₃ = 35 мм. В результате пересечения дуги радиусом R₃ с дугой радиусом R₂ определим положение точки B (рис. 3.1, г).

  5) Соединив точку A с точками O, Bи Cполучим кинематическую схему кривошипно-ползунного механизма, построенную в выбранном масштабном коэффициенте длин (рис. 3.1, д).

Масштаб 1:2

Рис. 3.1. Метрический синтез кривошипно-ползунного механизма

Вывод.

В данной задаче мы выполнили метрический синтез кинематической схемы кривошипно-ползунного механизма.

Целью метрического синтеза механизма является определение размеров механизма и положений его входного звена наилучшим образом удовлетворяющих заданным условиям и обеспечивающих наилучшее (оптимальное) сочетание качественных показателей.