VII Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум - 2015

Создание и исследование новых рычажных механизмов является актуальной проблемой, так как они широко применяются для решения различных технических задач. В частности, такие механизмы могут использоваться в медицине. На рисунке 1,а. изображена кинематическая схема четырехзвенного винто-рычажный механизма, спроектированного для преобразования вращательного движения винта в угловое перемещение рычага.

а) кинематическая схема	б) план смещений
Рисунок 1 четырехзвенный винто-рычажный механизм

Механизм выполнен стойке 1. Он состоит из трех подвижных частей – винта 2, гайки 3 и рычага 4. Винт 2 входит в трехподвижную сферическую кинематическую пару со стойкой 1, и со стороны гайки 3 в винтовое соединение. Рычаг 4 со стороны гайки 3 и стойки 1 входит в одноподвижные вращательные кинематические пары (шарниры). Ложка 5 – рабочий орган приведенного механизма.

Смещения точек и звеньев определены при помощи графо-аналитического метода [1]. План смещений изображен на рисунке 1.б.

При повороте винта 2 вокруг собственной оси, гайка 3 получит смещение . Величина известна, а направление совпадает с направлением звена 3 (отрезок О₂С), т.к. движение звена 3 параллельно звену 2. На плане это смещение показано вектором (пунктирной линией), имея ввиду, что на самом деле оно не выходит из полюса.

Уравнения, описывающие смещение точки С₂, запишутся в виде

(1)

В первом уравнении системы (1) известно направление смещения звена 2. Оно показано , выходящем из точки С’₃.

Для точки В система уравнений имеет вид

(2)

В первом уравнении системы (2) известно направление . Проведем на плане смещений из полюса р. На пересечении и находится точка В, а величина определится отрезком, выходящим из полюса. Смещение точки рассматривается относительно неподвижного центра вращения О₂ и должно выходить из полюса, а смещение точки рассматривается относительно подвижного звена 2 и из полюса выходить не может. Для того чтобы корректно завершить план смещений построим вектор из полюса р, а вектор из точки С₃ соответственно.

Точка D относится к ложке 5. Движение этой точки определяет геометрические размеры звеньев механизма. Направление смещения , а величина находится из произведения , где . На рисунке 1.а. пунктиром показано положение звеньев при смещении ложки 5 из точки D в D₁, что соответствует желаемому перемещению рабочего органа. Из рисунка 1.а. видно, что геометрия разработанного механизма позволяет выполнить такое смещение.

Таким образом, определены смещения всех звеньев механизма для конкретного положения. Решена обратная задача, а именно при заданном перемещении выходного звена обнаружены положения всех звеньев кинематической цепи.

Использованная литература.

1. Артоболевский, И.И.Теория механизмов [Текст] / И.И. Артоболевский. – М.: Наука, Гл. ред. физ.-мат. лит., 1965. – 776 с.

 

2

 

Код для цитирования: Скопировать