Структурные группы плоских рычажных механизмов





 

Условие существования структурных групп плоских рычажных механизмов описывается формулой

W = 3n - 2P5 = 0.

Так как количество подвижных звеньев механизма n и количество кинематических пар P5 – целые числа, то соответственно

,

откуда можно сделать вывод, что количество звеньев n в структурной группе кратно 2, или чётно.

А так как количество кинематических пар в структурной группе описывается формулой

,

то отсюда можно сделать вывод, что количество кинематических пар P5 в структурной группе кратно 3.

Примеры структурных групп приведены на рис. 1.3.

 

 

Рис .1.3. Примеры структурных групп.

 

 

При добавлении к механизму 1-го класса различных структурных групп можно получить механизм, состоящий из одной или нескольких структурных групп и механизма 1-го класса.

Механизмам, состоящим из одной или нескольких структурных групп, присваивается определённый класс. Класс механизма соответствует наивысшему классу входящих в него структурных групп. Примеры механизмов различных классов приведены на рис .1.4.

 
 
Не путать класс механизма, класс структурной группы и класс кинематической пары!

 

 


Рис. 1.4. Механизмы различных классов

 

Порядок структурной группы равен числу свободных кинематических пар, которыми она присоединяется к более простому механизму. Примеры структурных групп 1-го, 2-го и 3-го порядков приведены на рис.1.5. Здесь стрелками показаны свободные кинематические пары, которыми эти структурные группы могут подсоединяться к другим звеньям или структурным группам при синтезе механизмов.

 

 

Рис.1.5. Порядок структурных групп

 

Очень широко распространены плоские рычажные механизмы, в состав которых входят структурные группы 2-го класса. Эти структурные группы подразделяют на 5 видов (модификаций). Их кинематические схемы приведены в таблице 1.1. Первый вид имеет два звена и три вращательные кинематические пары, во втором виде одна из крайних вращательных пар заменена поступательной, в третьем виде поступательной парой заменена средняя вращательная пара, в четвертом виде две крайние вращательные заменены двумя поступательными, а в пятом виде поступательными парами заменены крайняя и средняя вращательные пары. Каждый из видов этих структурных групп, будучи присоединен к начальному механизму, состоящему из стойки и кривошипа, образует определенный тип простейшего рычажного механизма: шарнирный четырехзвенник, кривошипно-ползунный, кулисный, тангенсный или синусный механизмы.

 

Таблица 1.1

Виды структурных групп 2-го класса

 

Кинематические схемы структурных групп 1…5 видов Механизмы, содержащие соответствующие структурные группы

 

 

Для определения класса механизма его необходимо расчленить на структурные группы, начиная с конца механизма. За начало механизма принимают ведущее звено (начальный механизм).

От конца механизма отделяются поочерёдно простейшие структурные группы до тех пор, пока не останется лишь механизм 1-го класса (начальный механизм). Причем следует иметь в виду, что начальных механизмов может быть несколько.

Класс механизма определяется по наивысшему классу входящих в него структурных групп. Количество начальных механизмов равно величине W.

На рисунке 1.6 показан пример расчленения рычажного механизма на структурные группы. Предварительно вычисляют степень подвижности механизма W по формуле:

W = 3n - 2P5 - P4..

В данном случае W = 1, а это говорит о том, что в механизме должно быть одно ведущее звено и, соответственно, один начальный механизм. Затем отделяется структурная группа 2 класса 2 вида, состоящая из звеньев 4 и 5, а за ней – структурная группа 2 класса 1 вида со звеньями 2 и 3.

 
 

Рис. 1.6. Расчленение механизма на структурные группы

 

Избыточные связи

 

В некоторых случаях при проектировании механизмов вводятся так называемые избыточные связи (дополнительные звенья) для повышения жёсткости конструкции, улучшения условий передачи сил и т.д. (рис. 1.7.)

Рис. 1.7. Механизм с избыточной связью

 

В этом случае степень свободы вычисляется по формуле

W = 3n - 2P5 – q,

где q – число пассивных связей.

 

Лишние степени свободы

Лишние степени свободы, которыми обладает механизм, используются, как правило, для упрощения кинематической схемы или повышения КПД механизма.

Например, между кулачком 1 и толкателем 2 кулачкового механизма устанавливается ролик 3, служащий для уменьшения трения (рис. 1.8).

 

Рис. 1.8. Кулачковый механизм с роликовым толкателем.

В этом случае степень подвижности механизма, вычисленная по формуле П.Л. Чебышева, будет равна 2:

W = 3n - 2P5 - P4 = 3 . 3 – 2 . 3 - 1 = 2 .

Здесь явно присутствует лишняя степень свободы, а именно вращение ролика под действием силы трения качения. Её следует учитывать при проведении структурного анализа данного механизма. Ведь очевидно, что механизм может функционировать и без ролика 3. Но при этом трение качения будет заменено трением скольжения между кулачком и толкателем (то есть кулачек и толкатель образуют высшую кинематическую пару).

 

 





Читайте также:
Основные понятия туризма: Это специалист в отрасли туризма, который занимается...
Романтизм как литературное направление: В России романтизм, как литературное направление, впервые появился ...
Определение понятия «общество: Понятие «общество» употребляется в узком и широком...
Решебник для электронной тетради по информатике 9 класс: С помощью этого документа вы сможете узнать, как...

Рекомендуемые страницы:



Вам нужно быстро и легко написать вашу работу? Тогда вам сюда...

Поиск по сайту

©2015-2021 poisk-ru.ru
Все права принадлежать их авторам. Данный сайт не претендует на авторства, а предоставляет бесплатное использование.
Дата создания страницы: 2016-03-24 Нарушение авторских прав и Нарушение персональных данных


Поиск по сайту:

Мы поможем в написании ваших работ! Мы поможем в написании ваших работ! Мы поможем в написании ваших работ!
Обратная связь
0.012 с.