기계원리 평면연계 메커니즘 분석 보고서

기계적 원리 평면 연결 메커니즘의 분석 보고서는 다음과 같습니다.

1. 평면 연결 메커니즘의 장점과 단점 소개

장점

1 , 운동학적 쌍은 일반적으로 압력이 낮고 마모가 가벼운 낮은 쌍입니다.

2. 구성품은 대부분 봉 형태로 되어 있어 가공 및 제작이 용이하고 가격이 저렴하다.

3. 전송거리가 길고 스트로크가 크다.

4. 다양한 모션 변환 규칙을 구현할 수 있습니다.

5. 커넥팅로드 곡선이 풍부하고 커넥팅로드 곡선을 사용하여 다양한 모션 궤적의 설계 요구 사항을 충족할 수 있습니다.

단점

1. 일반적으로 구성요소가 많고 복잡합니다.

2. 운동학적 체인이 길고 정확도가 높지 않으며 오류가 큽니다.

3. 관성력의 균형이 어렵고 동적 부하가 커서 고속 전달에 도움이 되지 않습니다.

4. 일반적으로 운동 법칙 설계 요구 사항을 대략적으로만 충족할 수 있습니다.

2. 평면 4바 메커니즘을 예로 들어 평면 4바 메커니즘의 기본 유형과 적용 사례를 소개합니다

평면 4바 메커니즘에 따라 커넥팅 로드를 조정할 수 있는지 여부에 따라 유성 회전은 크랭크 로커 메커니즘, 이중 크랭크 메커니즘 및 이중 로커 메커니즘의 세 가지 기본 유형으로 나눌 수 있습니다.

1. 크랭크-로커 메커니즘

힌지식 4바 메커니즘의 두 개의 커넥팅 로드 중 하나가 크랭크이고 다른 하나가 로커인 경우 이를 크랭크라고 합니다. 로커 메커니즘. 이 메커니즘에서는 크랭크가 원동기인 경우 원동기의 연속적인 회전이 로커의 반복적인 스윙으로 변환될 수 있습니다. 플라잉 전단, 간헐적 전달 메커니즘, 컨베이어 벨트 공급 메커니즘 등 로커가 원동기인 경우 원동기의 반복적인 스윙은 구동 크랭크의 완전한 회전으로 변환될 수 있습니다. 재봉틀의 페달 메커니즘과 같습니다.

그림 1은 플라잉 시어 메커니즘을 보여줍니다. 구성 요소 1은 회전 후 로커 3이 커넥팅 로드 2를 통해 지점 D를 중심으로 회전합니다. 커넥팅 로드 2와 협력하여 크랭크가 회전합니다. 한 번의 회전으로 링크 2와 로커가 합쳐져 ​​전단 작용을 하는 순간이 있을 것입니다.

그림 2는 간헐 전달 메커니즘을 보여줍니다. 구성 요소 1은 회전한 후 로커 3이 연결 로드 2를 통해 지점 D를 중심으로 회전합니다. 연결 로드 2에는 재료를 밀어내는 구성 요소가 고정 설치됩니다. 크랭크 1의 움직임에 따라 커넥팅 로드가 부품을 구동하여 밀어내는 동작을 하고, 매 회전마다 크랭크가 밀어내는 동작을 완료하여 간헐적인 전달이 달성될 수 있습니다.

그림 3은 재봉틀의 페달 메커니즘을 보여줍니다. 구성 요소 1은 인간의 힘에 의해 흔들리고 커넥팅 로드 2에 의해 구동되어 지점 D를 중심으로 크랭크 3을 회전시킵니다. 이 로드 메커니즘에는 데드 포인트가 있습니다. 그리고 외부의 힘의 도움이 필요합니다.

2. 더블 크랭크 메커니즘

힌지형 4바 메커니즘의 두 커넥팅 로드가 모두 크랭크인 경우 이를 더블 크랭크 메커니즘이라고 합니다.

그림 4는 관성 스크린 메커니즘을 보여줍니다. 구성요소 1은 회전한 후 구동 크랭크 3이 커넥팅 로드 2를 통해 지점 D를 중심으로 회전합니다. 이 메커니즘의 크랭크 길이는 평행하지 않습니다. 활성 크랭크 1. 일정한 속도로 회전하면 종동 크랭크 3이 가변 속도로 회전하여 상부 스크린이 재료 스크리닝 목적을 달성하기 위해 일정한 가속도를 갖습니다.

그림 5는 공용 자동차의 도어 개폐 메커니즘을 보여줍니다. 구성 요소 1은 활성 크랭크(1개의 도어)가 회전한 후 연결 로드 2를 통해 D 지점을 중심으로 회전합니다. 이 메커니즘의 두 크랭크는 길이는 같지만 평행하지 않으므로 마스터 크랭크와 슬레이브 크랭크의 움직임이 반대 방향으로 회전합니다. 크랭크 1이 회전하면 크랭크 2가 반대 방향으로 회전하므로 양쪽 도어가 동시에 동일한 속도로 열릴 수 있습니다.

3. 더블 로커 메커니즘

힌지형 4바 메커니즘의 두 개의 커넥팅 로드가 모두 로커인 경우 이를 더블 로커 메커니즘이라고 합니다. 이 메커니즘에서는 두 커넥팅로드가 모두 흔들리고 특정 범위 내에서 움직일 수 있습니다. 응용 분야로는 항공기 랜딩 기어, 크레인, 자동차 전륜 조향 장치 등이 있습니다.

그림 6은 자동차의 앞바퀴 조향 메커니즘을 보여줍니다. 구성 요소 1은 커넥팅 로드 2에 의해 구동되어 지점 D를 중심으로 로커 3을 회전시킵니다. 이 메커니즘을 통해 하나의 동력으로 자동차를 구동할 수 있습니다. 두 개의 앞바퀴가 같은 방향으로 회전합니다.

그림 7은 크레인 메커니즘을 보여줍니다. AB는 메인 로커, CD는 패시브 로커로 웨이트가 커넥팅 로드 CE에 매달려 있는 상태로 액티브 로커 AB가 스윙하면 슬레이브 로커 CD도 스윙하게 되며 커넥팅 로드 BC의 연장선에 웨이트가 위치하게 됩니다. 정지된 지점 E는 대략 수평 직선을 따라 이동합니다.

그림 8은 항공기 랜딩 기어 메커니즘을 보여줍니다. 구성 요소 1은 일반적으로 유압 실린더에 의해 구동되는 메인 로커입니다. 회전 후 슬레이브 로커 3은 커넥팅 로드 2를 통해 지점 D를 중심으로 회전합니다. 동시에 바퀴가 후퇴(확장)됩니다.

바퀴가 확장된 상태에 있으면 전체 메커니즘이 데드 센터 상태가 되어 착륙 시 항공기의 안전을 보장하는 데 도움이 됩니다.

3. 평면 4바 메커니즘의 진화 방식과 진화 과정, 그리고 진화된 메커니즘의 적용 사례

회전하는 쌍을 움직이는 쌍으로 변환합니다.

진화과정은 아래 그림a와 같이 4개의 힌지로드 중 로커3을 슬라이더 형태로 만들어 아크가이드레일을 따라 앞뒤로 슬라이드시키면 메커니즘이 진화한다. 곡선형 가이드 레일이 있는 슬라이더-크랭크 메커니즘. 그런 다음 로커의 길이를 무한대까지 전개하면 메커니즘은 그림 c에 표시된 것처럼 오프셋 e가 있는 슬라이더-크랭크 메커니즘으로 발전합니다. e=0이면 그림 d에 표시된 것처럼 중앙에 위치한 크랭크-슬라이더 메커니즘이 됩니다.

그림 9는 소형 펀치 프레스의 구조를 보여준다. 구성요소 3은 일반적으로 펀치 프레스의 크랭크에 회전 후 상대적으로 큰 질량의 플라이휠을 장착한다. 플라이휠의 회전 관성으로 인해 더 큰 펀치력을 얻을 수 있습니다. 구체적인 작용 과정은 크랭크(3)가 회전하여 커넥팅 로드(4)를 구동시켜 이동시키는 동시에 슬라이더(5)가 가이드 레일 홈을 따라 상하로 왕복 운동하는 것이다.

이 변환 방법의 적용 예는 다음과 같습니다.

그림 10은 내연 기관의 작동 실린더의 개략적인 구조 다이어그램을 보여줍니다. 구성 요소 3은 슬라이더(피스톤)이고, 피스톤은 디젤이나 휘발유로 연소효과를 높이고 피스톤3의 상하 왕복운동으로 크랭크1을 밀어 커넥팅로드2를 통해 회전시켜 자동차의 동력원을 제공한다.

랙에 대한 다양한 구성 요소를 선택하세요.

센터링 크랭크 슬라이더 메커니즘은 움직이는 쌍이 있는 4개의 막대 메커니즘입니다. 그림 a에 표시된 크랭크 슬라이더 메커니즘에서 구성 요소 1을 프레임으로 사용하면 다음과 같은 구조로 변환됩니다. b에 표시된 가이드 로드 메커니즘을 회전시키고, 부재 2를 프레임으로 사용하면 그림 c에 표시된 크랭크 로커 메커니즘으로 변환하고, 부재 3을 프레임으로 사용하면 고정 블록 메커니즘으로 변환합니다. 그림 e에 나와 있습니다.

이 변환 방법의 적용 예는 다음과 같습니다.

사진은 소형 대패의 구조를 보여줍니다. 사진의 ABC 부분은 회전 가이드 로드 메커니즘입니다. 슬라이더(2)를 통해 가이드 로드(3)가 회전하면서 가이드 로드의 끝부분이 대패(E)에 연결되어 이동하게 된다. 날카로운 복귀 특성.

사진의 ABC 부분은 스윙 가이드로드 메커니즘이며, 슬라이더 C는 이동 중에 가이드로드 3을 구동합니다. 슬라이더 C는 가이드로드 위에 있고 슬라이드 블록은 슈트에 고정되어 있으며 대패는 슬라이드 블록에 의해 구동되어 움직입니다.

사진은 덤프트럭 캐빈의 리프팅 메커니즘을 보여줍니다. 사진의 ABC 부분은 크랭크 로커 메커니즘이며, 로커 3은 오일 실린더를 사용하여 피스톤을 밀어냅니다. 오두막을 뒤집으세요.

사진의 ABC 부분은 고정 블록 메커니즘입니다. 구성 요소 1은 로커에 연결로드 2를 통해 연결됩니다. 슈트로 제한됩니다. 펌프의 피스톤 4가 움직여 물 가져오기 작업을 완료합니다.

구성요소의 모양을 변경하고 회전하는 쌍의 크기를 변경합니다.

그림 a에 표시된 크랭크-로커 메커니즘에서 크랭크 1 끝의 회전 파트너의 반경이 크랭크 1의 길이 AB를 초과하도록 증가하면 그림 b에 표시된 메커니즘은 얻을 수 있습니다. 이때, 크랭크 l은 기하학적 중심 B와 회전 중심 A를 갖는 편심 디스크가 됩니다. 이심률 e는 원래 크랭크의 길이입니다. 이 메커니즘의 동작 특성은 원래의 크랭크-로커 메커니즘과 동일하며 메커니즘의 동작 다이어그램도 완전히 동일합니다. 메커니즘을 설계할 때 크랭크 길이가 매우 짧을 때 크랭크 핀이 큰 충격 하중을 견뎌야 하고 작동 스트로크가 작을 때 이 편심 디스크 구조는 펀치 기계, 전단기, 임프린팅 공작 기계, 플런저 오일 펌프에 자주 사용됩니다. 그리고 다른 장비, 이 구조를 볼 수 있습니다.

4. 연결 메커니즘의 혁신

기존 연결 메커니즘과 비교하여 평면 연결을 설명하기 위해 벡터 방법을 사용하는 등 최근 설계에서는 시뮬레이션 분석이 완전히 사용되었습니다. ANSYS와 같은 소프트웨어를 사용하여 연결 메커니즘 모델에 대한 모션 시뮬레이션을 수행하는 메커니즘의 동적 분석. 이러한 수단을 사용하여 커넥팅로드 시스템을 해결하기 위한 현대적인 수학적 분석 방법의 비율이 크게 증가하여 설계의 난이도를 줄일 뿐만 아니라 시스템의 실용성이 설계 요구를 최대한 충족시킬 수 있습니다.

정보에 따르면 현재 일반적인 혁신적인 커넥팅 로드 설계에는 가변 비율 가위형 연결 메커니즘, 여러 세트의 4바 메커니즘 시리즈 메커니즘, 6바 메커니즘 등이 포함됩니다.

사진은 곡선 궤적 변형 가위 구조를 보여줍니다. 핀의 위치를 ​​두 막대의 중심에서 벗어나도록 변경하면 가위 메커니즘이 전개될 때 열리는 방향이 곡선을 보여줍니다. . 상태.

5. 참고 자료

1. 편집장 Huang Hualiang 및 Peng Wensheng, 고등 교육 출판사 발행, "기계 설계의 기초"

2. 편집장 Ruan Baoxiang, 기계 산업 출판사 "산업 디자인의 기계 기초"

3. 편집장 Sun Huan, Chen Zuomo 및 Ge Wenjie, 출판사 고등 교육 출판사, "기계 원리"

4. 편집자: Yang Jiajun, 화중 과학 기술 대학 출판부, 기계 원리(제2판)

5. Yongsheng, Tsinghua University Press 발행, 기계 원리