Состав кривошипно-ползунного механизма

Содержание

1.   Общие сведения………………………………………....3

2.   Состав кривошипно-ползунного механизма…………..4  

3.   Анализ движения звеньев………………………………6

4.   Список используемой литературы……………………..8

1.Общие сведения

          Кривошипный механизм служит для преобразования одного вида движения в другой, имеет вращающееся звено в виде кривошипа коленчатого вала, связанное со стойкой и другим звеном вращательными  кинематическими  парами  (шарнирами).

           Кривошипные механизмы обычно имеют вращательные и поступательные кинематические пары. Делятся на плоские (с движением всех звеньев в параллельных плоскостях) и пространственные, четырехзвенные и многозвенные. Наиболее распространенные плоские четырехзвенные механизмы делятся на три группы: шарнирные четырехзвенные, кривошипно-ползунные, кривошипно-кулисные.

Шарнирные четырехзвенные кривошипные механизмы бывают двух видов: двухкривошипный для преобразования равномерного вращения одного кривошипа в неравномерное вращение другого (частным случаем является шарнирный параллелограмм для передачи вращения с одного кривошипа на другой без изменения скорости) и кривошипно-коромысловый кривошипный механизм, преобразующий вращение кривошипа в качательное движение коромысла.

Кривошипно-ползунные механизмы преобразуют вращение кривошипа в прямолинейное возвратно-поступательное движение ползуна или наоборот, широко используются в поршневых двигателях, насосах, компрессорах, прессах и других машинах. По расположению кривошипа и ползуна различаются центральные и смещенные.

Кривошипно-кулисные механизмы обычно преобразуют равномерное вращение кривошипа в неравномерное вращательное движение, качательное или возвратно-поступательное движение кулисы. Кривошипные механизмы с качающейся кулисой используют в приводе движения резания металлорежущих станков.

В большинстве кривошипных механизмов имеются так называемые мертвые положения, в которых передача движения на кривошип невозможна и при выходе из которых ведомый кривошип может изменить направление вращения на обратное. Прохождение этих положений в поршневых двигателях обычно обеспечивается инерцией звеньев. При ведущем кривошипе вблизи мертвых положений кривошипный механизм дает значительный выигрыш в силе, что используется в прессах и других рабочих машинах для получения больших сил на ползуне.

2. Состав кривошипно-ползунного механизма

Кривошипно-ползунный механизм состоит из четырех звеньев: кривошипа АВ, шатуна ВС, ползуна С, станины и четырех кинематических пар: вращательной пары станина - кривошип, вращательной пары кривошип - шатун; вращательной пары шатун - ползун и поступательной пары ползун - станина.

Планом скоростей (ускорений) механизма называют чертеж, на котором скорости (ускорения) различных точек изображены в виде векторов, показывающих направления и величины (в масштабе) этих скоростей (ускорений) в данный момент времени.

Абсолютное движение любой точки звена может быть составлено из переносного и относительного. За переносное принимается известное движение какой-либо точки. Относительное - движение данной точки относительно той, движение которой принято за переносное:

          ___    ___   ___

абс = пер+отм

Этот принцип в равной степени относится к перемещениям, скоростям и ускорениям:

__       __      __        _          _

Vабс = Vпер+Vотн;  апер + аотн.    

Планы скоростей и ускорений обладают следующими свойствами:

- на плане абсолютные скорости (ускорения) изображаются векторами, выходящими из полюса плана. На конце вектора абсолютной скорости (ускорения) ставится строчная (маленькая) буква, соответствующая той точке механизма, скорость (ускорение) которой данный вектор изображает;

- отрезок, соединяющий концы векторов абсолютных скоростей, представляет собой вектор относительной скорости соответствующих точек. Вектор относительной скорости направлен на плане к той точке, которая в индексе скорости стоит на первом месте;

- фигуры, образованные точками одного и того же жесткого звена на плане и на механизме, подобны. Поэтому, если на звене известны скорости и ускорения двух точек, то скорость и ускорение любой третьей точки этого же звена можно найти по подобию;

- имея план скоростей, можно найти угловую скорость любого звена механизма. Для определения угловой скорости исследуемого звена надо взять относительную скорость двух любых точек данного звена и разделить на расстояние между этими точками на механизме;

- имея план ускорений, можно найти угловое ускорение любого звена механизма. Для определения углового ускорения исследуемого звена надо взять тангенциальную составляющую относительного ускорения двух любых точек данного звена и разделить на расстояние между этими точками на механизм

- звенья, соединенные в поступательную кинематическую пару, имеют одинаковые угловые скорости и одинаковые угловые ускорения.

3. Анализ движения звеньев

Первое звено АВ совершает круговое движение.

Второе звено ВС совершает плоскопараллельное движение.

Ползун С совершает поступательное движение.

Вектор линейной скорости точки В откладывается из полюса (точки Р) перпендикулярно звену АВ.

Относительная линейная скорость точки С ненулевая, потому что точка С вращается вокруг точки В. Длина вектора относительной линейной скорости точки С относительно центра вращения точки В неизвестна, однако известно направление этого вектора. Этот вектор перпендикулярен звену ВС и проходит через точку В на плане скоростей. Поскольку этот вектор не является выражением абсолютного движения, его началом и концом являются подвижные точки В и С

Линии, проходящие через полюс Р и точку В на плане скоростей пересекаются в точке С. вектор V_C показывает величину линейной скорости точки С, а вектор V_CB показывает величину относительной линейной скорости точки С вокруг В.

Точка В совершает вращательное движение с угловым ускорением, поэтому ее полное ускорение будет складываться из векторной суммы нормального ускорения и тангенциального ускорения. Нормальное ускорение является центростремительным и направлено к центру вращения (точка А), тангенциальное ускорение направлено по касательной к траектории вращения (окружности) и всегда перпендикулярно нормальному ускорению.

Точка С совершает плоское движение, поэтому ее ускорение линейно. Оно направлено вдоль траектории движения точки С.

Звено ВС совершает плоскопараллельное движение, то есть поступательная составляющая ускорений точек В и С одинакова, а вращательная составляющая разная.

Полное ускорение точки С есть сумма векторов полного ускорения точки В, тангенциального ускорения точки С относительно В и нормального ускорения точки С относительно В.

Для графического определения ускорения точки С строится вектор нормального ускорения точки В в масштабе. Этот вектор параллелен звену АВ. Потом строится вектор тангенциального ускорения точки В в том же масштабе. Этот вектор перпендикулярен вектору нормального ускорения. Затем строится их векторная сумма – вектор полного ускорения точки В.

Вектор нормального ускорения точки С при вращении ее вокруг точки В откладывается из точки В на плане ускорений. Этот вектор параллелен звену ВС и направлен к точке В (на схеме механизма, а на плане ускорений он направлен от точки В). Через его конец проводится линия, перпендикулярная этому вектору. Эта линия показывает направление вектора тангенциального ускорения точки С при ее вращении вокруг точки В.

Однако точка С движется линейно и имеет лишь одно ускорение, которое направлено горизонтально, поэтому горизонтальная линия, проведенная через полюс π дает направление этого вектора.

Пересечение перпендикуляра, который является вектором тангенциального ускорения точки С при ее вращении вокруг точки В с линией ускорения точки С (горизонталь) дает точку С на плане ускорений. Таким образом отсекается вектор ускорения точки С, который есть сумма тангенциального ускорения точки В, нормального ускорения точки В, тангенциального ускорения точки С при ее вращении вокруг точки В и нормального ускорения точки С при ее вращении вокруг точки В.

Остается только достроить все параллелограммы сумм векторов.

Соединение точек В и С вектором ВС дает вектор полного ускорения точки С при ее вращении вокруг точки В.

Измерение построенных векторов в масштабе позволяет определить численные значения.

5. Список используемой литературы

1.     http://www.megabook.ru/

2.     http://www.bestreferat.ru/

3.     http://www.nuru.ru/

4.     http://afloor.info/page/8/

5.     http://do.gendocs.ru/docs/index-209526.html

6.     http://www.teormach.ru/

7.     http://www.ngpedia.ru/

8.     http://www.isopromat.ru/tmm/kratkij-kurs/metod-planov-skorostej-i-uskorenij