2 дня скидок!
13 и 14 декабря скидка 15% на все построения!
промокод: tubus15

Тубуса.нет

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

Алгоритм построения кинематической схемы a-d
Алгоритм построения кинематической схемы a-d
  • 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.
  • Алгоритм построения кинематической схемы e
    Алгоритм построения кинематической схемы e
  • 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 \(S_2\)
  • Алгоритм построения кинематической схемы f
    Алгоритм построения кинематической схемы f
  • f. Проводится построение для остальных 11 положений кривошипа. В результате образуются траектории центра масс шатуна и ползуна.
  • Алгоритм построения кинематической схемы g
    Алгоритм построения кинематической схемы g
  • 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.
  • Проверка кинематической схемы механизма
    Проверка кинематической схемы механизма

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.

Построение кинематической схемы четырехшарнирного механизма
Построение кинематической схемы четырехшарнирного механизма

При построении кинематической схемы сразу определите, по какой траектории двигаются точки звеньев механизма. Это поможет составить аналитические функции положения для нахождения передаточных функций механизма.