Proiectarea mașinilor - mecanismul CalCebisev

TEMA DE PROIECT

Sa se proiecteze o masina pasitoare ce are in componenta 4 mecanisme patrulatere, doua fazate si doua antifazate. Antrenarea masinii se face cu un motor de curent continuu.

Se vor parcurge urmatoarele etape :

- sinteza mecanismelor patrulatere considerand pentru manivela dimensiunea OA=0,044•(1+0,1•i), unde i este numarul din grupa iar dimensiunea OA este exprimata in m ;

- analiza cinematica si cinetostatica a mecanismelor patrulatere ;

- dimensiunea elementelor masinii ;

- analiza dinamica a masinii ;

- alegere motorului electric de antrenare si proiectarea sistemului de antrenare ;

- antrenare elementelor masinii cu solide si asamblarea acestora intr-un soft CAD pe baza fisierelor script, a macrourilor de meniuri sau a procedurilor AutoLisp ;

- animatia masinii.

SINTEZA MECANISMELOR PATRULATERE

- Introducere:

Mecanismele pasitoare au fost printre preocuparile multor specialisti. Astfel, in 1773, Academia de Stiinte a Frantei, omologheaza inventia unei jucarii mecanice a lui Maillard, care imita mersul calului. Mecanismul ce statea la baza acestui brevet de inventie este un mecanism manivela-culisa oscilanta.

In anul 1878 la Expozitia din Paris si in anul 1893 la Chicago, P.L. Cebisev expune machetele a doua mecanisme, dintre care unul imita mersul calului.

- Mecanismul patrulater articulat ce simuleaza pasirea:

Matematicianul P.L. Cebisev (1821 – 1894) are realizari remarcabile in sinteza mecanismelor plane prin metode analitice aproximative, atunci cand un element trebuie sa descrie o anumita curba. O astfel de curba este cea in care pasirea se face pe o curba aproximativ dreapta iar ridicarea piciorului pe o curba arc de cerc.

Mecanismul de baza ce simuleaza pasirea este un mecanism patrulater cu dimensiunile din figura1. Pentru obtinerea dimensiunilor se efectueaza sinteza mecanismului astfel incat un punct al bielei sa descrie un segment de dreapta.

Se considera mecanismul patrulater plan articulat OABC cu dimensiunile OA=a, AB=b, BC=c si CD=d si vom determina conditiile pentru care elementul conducator OA poate efectua o rotatie completa astfel incat mecanismul sa nu se blocheze. Pentru aceasta, daca notam cu f diagonala AC, atunci din triunghiul ABC rezulta dubla inegalitate :

(1.1)

Cu ajutorul teoremei cosinusului in triunghiul OAC se exprima latura f :

(1.2)

Din relatia (1.2) rezulta :

(1.3)

Daca se scrie ecuatia (1.1) sub forma :

(1.4)

rezulta inegalitatile :

(1.5)

care se pot separa astfel :

(1.6)

Relatia (1.6) conduce la sistemul :

(1.7)

care este echivalent cu sistemele de inecuatii :

(1.8)

(1.9)

Relatiile (1.8) sunt simetrice in a si c si de aici rezulta ca acestea reprezinta conditiile ca mecanismul sa fie dublu manivela. Pentru acest caz mai rezulta conditiile: , adica baza este cel mai scurt element.

Mecanismul de baza este un mecanism patrulater ale carui dimensiuni sunt cele din figura 2, dimensiunile fiind obtinute prin sinteza, astfel incat un punct al bielei sa descrie un segment de dreapta. In aceasta perioada, corpul calului se deplaseaza spre inainte, iar cand capatul bielei descrie un arc de cerc calul ridica piciorul. In figura 3 sunt prezentate pozitiile succesive ale punctului M ce apartine bielei AM, functie de pozitia elementulu motor OA.