представляет собой геометрическую сумму вектора скорости точки и скорости относительного вращательного движения точки вокруг точки :
Линия действия вектора скорости является перпендикуляром к оси кривошипа 1, а направление действия этого вектора совпадает с направлением вращения кривошипа 1.
Модуль скорости звена :
Вектор скорости точки , принадлежащей шатуну 4, представляет собой геометрическую сумму вектора скорости точки и вектора скорости относительного вращательного движения точки вокруг точки ( ):
В то же время точка принадлежит и ползуну 5. Ползун 5 совершает прямолинейные возвратно-поступательное движение вдоль направляющей (прямой ), следовательно, линия действия вектора скорости точки проходит параллельно прямой :
Совместное решение последних двух выражений позволит определить модуль и направление действия вектора скорости точки .
Найдем масштабный коэффициент скорости µV по формуле:
(3.3) где µV - масштабный коэффициент скорости, (м/с)/мм;
- модуль скорости точки А, м/с;
- произвольно выбранный отрезок, изображающий на плане скоростей вектор скорости точки , мм.
Примем , и подставив в выражение (3.3) получим:
Для построения плана скоростей, найдем длину отрезка pc, изображающего на плане скорость точки С:
Разрешив графически векторные уравнения, построим план скоростей.
Для построение векторов скоростей центров тяжести шатунов 2 и 4 воспользуемся теоремой подобия.
и , следовательно:
и , где |ab| и |cd| - отрезки, изображающие на плане скоростей векторы скоростей и соответственно, мм.
lAC, lAB, , - длины звеньев АС, АВ, AS2, CS4 соответственно, м.
Используя величины отрезков , , , , и , определим модули соответствующих скоростей:
Модуль скорости точки :
Модуль скорости :
Модуль скорости точки :
Модуль скорости :
Модуль скорости точки S2:
Модуль скорости точки S4:
Угловая скорость кривошипа 1 по условию задания постоянная, высчитывается по формуле 3.2. Ползуны 3 и 5 совершают прямолинейные возвратно-поступательные движения, следовательно, не имеют угловых скоростей. Угловая скорость шатунов 2 и 4 находится по формулам:
,
Строим планы скоростей для всех положений механизма. Вычисляем истинные величины линейных и угловых скоростей для всех положений механизма и сводим их в таблицу 3. Таблица 3 - Значения угловых и линейных скоростей для двенадцати положений механизма
Номер положения
| VBA, м/с
| VB, м/с
| VDC, м/с
| VD, м/с
| VS2, м/с
| VS4, м/с
| ω2, с-1
| ω4, с-1
| 0,12
| 2,1
| 0
| 4,27
| 0
|
|
| 8,75
| 7,36
| 1
| 1,84
| 0,74
| 3,74
| 2,67
|
|
| 7,66
| 6,45
| 2
| 1,10
| 1,50
| 2,20
| 4,24
|
|
| 4,58
| 3,79
| 3
| 0
| 2,1
| 0
| 4,27
|
|
| 0
| 0
| 4
| 1,10
| 2,14
| 2,20
| 3,15
| 3,74
| 2,07
| 4,58
| 3,79
| 5
| 1,85
| 1,39
| 3,74
| 1,60
|
|
| 7,71
| 6,45
| 6
| 2,1
| 0
| 4,27
| 0
|
|
| 8,75
| 7,36
| 7
| 1,85
| 1,39
| 3,74
| 1,60
|
|
| 7,71
| 6,45
| 8
| 1,10
| 2,14
| 2,20
| 3,15
|
|
| 4,58
| 3,79
| 9
| 0
| 2,1
| 0
| 4,27
|
|
| 0
| 0
| 10
| 1,10
| 1,50
| 2,20
| 4,24
|
|
| 4,58
| 3,79
| 11
| 1,84
| 0,74
| 3,74
| 2,67
|
|
| 7,66
| 6,45
|
3.3 Построение планов ускорений относительно 12-ти положений ведущего звена Для построения плана ускорений составим векторные уравнения. Вектор ускорения точки представляет собой геометрическую сумму вектора ускорения точки , вектора нормального ускорения и вектора тангенциального ускорения относительного вращательного движения точки вокруг точки :
(3.4) В уравнении (3.4) первое слагаемое равно нулю так как точка является неподвижной, а третье слагаемое равно нулю, так как угловая скорость звена ОА постоянна Тогда уравнение (3.4) примет следующий вид:
Модуль ускорения точки :
Вектор ускорения точки , принадлежащей шатуну 2, представляет собой геометрическую сумму вектора ускорения точки , вектора нормального ускорения и вектора тангенциального ускорения относительного вращательного движения точки вокруг точки :
При этом модуль вектора находим по выражению:
В то же время точка принадлежит и ползуну 3. Ползун 3 совершает только прямолинейное возвратно-поступательное движение вдоль направляющей (прямая ), следовательно, линия действия вектора ускорения точки проходит параллельно прямой :
Вектор ускорения точки представляет собой геометрическую сумму вектора ускорения точки , вектора нормального ускорения и вектора тангенциального ускорения относительного вращательного движения точки вокруг точки :
(3.5) Ускорение точки О равно нулю, т.к. это элемент стойки. Тангенциальное ускорение точки С относительно точки О также равно нулю, т.к. кривошип 1 совершает вращательное движение с постоянной угловой скоростью. Таким образом выражение (3.5) пример вид:
|