Мета та завдання метричного синтезу механізмів

Мета метричного синтезу механізму- визначення розмірів механізму та положень його вхідної ланки найкраще задовольняють заданим умовам і забезпечують найкраще (оптимальне) поєднання якісних показників.

З багатьох можливих завдань розв'язуваних при метричному синтезі найпоширеніші:

• синтез за декількома заданими положеннями вихідної ланки (завдання позиціонування), коли не важливо за яким законом відбувається перехід з одного положення до іншого;
• синтез за заданим законом руху вихідної ланки (за функцією положення, за першою або другою передатною функцією);
• синтез за конкретними кінематичними параметрами: середньої швидкості вихідної ланки, коефіцієнт нерівномірності середньої швидкості;
• синтез за умовами передачі сил між ланками механізму - за допустимим кутом тиску.

Як обмеження або якісні показники при метричному синтезі механізмів використовуються:

• умова провертання ланок, тобто. забезпечення для вхідної та (або) вихідної ланок можливості повороту на кут понад 360 градусів;
• допустимі кути тиску, тобто. кут між вектором рушійної сили, що діє з провідної ланки на ведене, і вектором швидкості точки її застосування не повинен перевищувати деяких допустимих величин, щоб виключити неприпустимо великі величини реакцій у КП, низький ККД механізму, можливість його заклинювання (неможливість руху за будь-якої величини рушійної сили на вхідній ланці);
• конструктивні обмеження габарити механізму, тобто. розміри ланок повинні забезпечувати вписування механізму задані габаритні розміри;
• точність забезпечення заданого закону руху абозаданих положень ланок механізму;
• інші умови та вимоги, що визначаються умовами функціонування та експлуатації механізму.

Методи метричного синтезу механізмів.

Як і загальні методи проектування, методи метричного синтезу умовно поділяються на:

• графоаналітичні та аналітичні методи прямого синтезу (розроблені для типових та ряду спеціальних механізмів, частково розглянуті нижче);
• синтез методами аналізу:

• оптимальне проектування:

• Градієнтні методи,
• метод випадкового пошуку,
• мінімізація поступок,
• комбіновані методи,
• інші;

автоматизація проектування.

Умови прокручування ланок механізму.

Часто за умовами роботи потрібно, щоб вхідна та (або) вихідна ланки могли в процесі руху повертатися на кут понад 360 градусів. Для цього необхідно виконати деякі умови, які накладаються на співвідношення довжин ланок механізму.

Для чотиришарнірного механізму ці співвідношення сформульовані у правилі чи теоремі Грасгофа:

Якщо сума довжин найбільшої та найменшої ланок менше суми двох інших і стійкою є найменша ланка, то механізм -двокривошипний. Якщо нерівність виконується, але стійкою є ланка з'єднана з найменшою, то механізм -кривошипно -коромисловий. У всіх інших випадках механізм -двокоромисловий.

Математично це можна записати так:

приL1 > L2 > L3 > L4 де Li присвоюється значення довжини ланки, що задовольняє цій нерівності,

якщоL1 + L4 t 32, що сприяє повороту ланки 3 у напрямку w3, зменшується, а нормальнаF n 32, яка не впливає на рух, а лише деформує (стискає) ланку 3, збільшується . Тобто із збільшенням кута тиску умови передачі сил у КП погіршуються. Так як у реальних КП завжди є тертя, то за певної величини кута тиску в КП можливе самогальмування або заклинювання. Самогальмування або заклинювання - це такий стан механізму, коли в результаті зростання кутів тиску в одній з КП рух механізму стає неможливим при будь-якому великому значенні рушійної сили. Часто для характеристики умов передачі сил користуються коефіцієнтом зростання зусиль (без урахування тертя)

.

---