|
|
и т. д. |
|
|
Число звеньев группы nгр |
2 |
4 |
|
Число кинематических пар p5 |
3 |
6 |
Чтобы из механизма выделить группы Ассура, необходимо помнить их основные признаки, вытекающие из определения:
* число звеньев в группе должно быть четным (n = 2, 4, 6 и т.д.);
* степень подвижности группы всегда равна нулю, например, группа 3-го класса 3-го порядка (рис. 2.14, ж) содержит n = 4, p5= 6; при этом W = 3·4 - 2·6 = 0;
* степень подвижности оставшейся части механизма при отсоединении групп Ассура не должна изменяться.
Рис. 2.14
Группа Ассура характеризуется классом, порядком и видом.
Класс группы Ассура определяется максимальным классом контура входящего в группу. Класс контура – наибольшее число кинематических пар образующих в группе замкнутый контур. Если группа Ассура образована двумя звеньями ей в качестве исключения присваивается 2 – й класс.
Порядок группы Ассура определяется числом кинематических пар, которыми она присоединяется к основному механизму.
Вид группы Ассура (её характеристика) определяется соотношением входящих в неё вращательных и поступательных кинематических пар.
Поводком называется звено, входящее в группе в две кинематические пары, одна из которых свободная и служит для присоединения к одному из подвижных звеньев механизма или к стойке. Порядок структурных групп определяется числом поводков.
Механизмы классифицируются по степени сложности групп входящих в их состав. Класс и порядок механизма определяется классом и порядком наиболее сложной из входящих в него групп. Особенность структурных групп Ассура - их статическая определимость. Если группу Ассура свободными элементами звеньев присоединить к стойке, то образуется статически определимая конструкция. Используя группы Ассура удобно проводить структурный, кинематический и силовой анализ механизмов. Наиболее широко применяются простые рычажные механизмы, состоящие из групп Ассура 2-го класса 2-го порядка. Число разновидностей таких групп для плоских механизмов с низшими парами невелико, их всего пять (см. рис. 2.14 б, в, г, д,е)
При структурном синтезе механизма по Ассуру (рис.2.12) к выбранным первичным механизмам с заданной подвижностью W0 последовательно присоединяются структурные группы c нулевой подвижностью. Полученный таким образом механизм обладает рациональной структурой, т.е. не содержит избыточных связей и подвижностей.
Структурный анализ механизмов
Задачи структурного анализа:
· определение степени подвижности механизма;
· выявление пассивных звеньев (избыточных связей и местных подвижностей);
· разбивка на группы Ассура и начальные механизмы.
Структурному анализу по Ассуру можно подвергать только механизмы не содержащие избыточных связей и подвижностей. Поэтому перед проведением структурного анализа необходимо устранить избыточные связи и выявить местные подвижности. Затем необходимо выбрать первичные механизмы и, начиная со звеньев наиболее удаленных от первичных, выделять из состава механизма структурные группы нулевой подвижности (схема на рис.2.12). При этом необходимо следить, чтобы звенья, остающиеся в механизме, не теряли связи с первичными механизмами.
Пример: Проведем структурный анализ плоского механизма, схема которого приведена на рис. 2.15, и представим его в виде совокупности первичного механизма и структурных групп Ассура.
|
6 J 3 1 Е D
5 4 02 А 01 F
K 04 В 8 0 С 08 2 7 |
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Рис. 2.15
|
Кулачковый Движение механизм подачи Двигатель Зубчатая передача Движение Кулисный Коромыслово- долбяка механизм ползунный механизм S8
Рычажный механизм Рис. 2.16 |
На рис.2.15 изображена структурная схема плоского механизма долбежного станка, а на рис.2.16 его функциональная схема на уровне типовых механизмов. Структурная схема механизма в соответствии с принятыми условными обозначениями изображает звенья механизма, их взаимное расположение, а также подвижные и неподвижные соединения между звеньями. На схеме звенья обозначены цифрами, кинематические пары - заглавными латинскими буквами. Цифры в индексах обозначения кинематических пар указывают относительную подвижность звеньев в паре, буквы - на вид пары, который определяется видом относительного движения звеньев ( в - вращательное, п - поступательное, ц - цилиндрическое, вп - обозначает высшую пару в которой возможно относительное скольжение с одновременным перекатыванием). Схема на рис. 2.16 отражает структуру механизма в виде последовательного и параллельного соединения простых или типовых механизмов. В этом механизме вращательное движение вала двигателяв согласованные движения подачи и долбяка S6. При этом механическая энергия двигателя преобразуется: скоростные составляющие энергетического потока по величине уменьшаются, а силовые - увеличиваются. Структурные элементы (типовые механизмы) в этой схеме связаны между собой неподвижными соединениями - муфтами. Схема показывает из каких простых механизмов состоит исследуемый, как эти механизмы взаимосвязаны между собой (последовательно или параллельно), как происходит преобразование входных движений в выходные (в нашем примере в и S6).
Проведем структурный анализ данного механизма. Число звеньев механизма, включая стойку n=9 , число кинематических пар p=12, характеристика кинематических пар приведена в таблице 2.7.
Таблица 2.7
Обозначение
Наименование
Какими звеньями образована
Класс
Характеристика
01
Вращательная
Колесо 1 - стойка 0
5
Плоская, низшая
А
Зубчатая
Колесо 1 - колесо 2
4
Плоская, высшая
В
Кулачковая
Кулачок 2 - ролик 7
4
Плоская, высшая
С
Вращательная
Ролик 7 - коромысло 8
5
Плоская, низшая
08
Вращательная
Коромысло 8 - стойка 0
5
Плоская, низшая
02
Вращательная
Кулачок 2 - стойка 0
5
Плоская, низшая
Е
Вращательная
Кулачок 2 - кулиса 3
5
Плоская, низшая
D
Поступательная
Кулиса 3 - коромысло 4
5
Плоская, низшая
04
Вращательная
Коромысло 4 - стойка 0
5
Плоская, низшая
F
Вращательная
Коромысло 4 - шатун 5
5
Плоская, низшая
J
Вращательная
Шатун 5 - ползун 6
5
Плоская, низшая
К
Поступательная
Ползун 6 - стойка 0
5
Плоская, низшая
Степень подвижности механизма:
W = 3·(9 - 1) - 2·10 - 1×2 = 2,
полученные две степени свободы определяют: основную функцию механизма преобразование входного движения в два функционально взаимосвязанных и S6. Пассивная высшая кинематическая пара заменяет в паре кулачок - толкатель трение скольжения трением качения
Результаты структурного анализа изображены на рис. 2.17. Звено 7 и пара С введены в структуру механизма с целью замены трения скольжения трением качения. Механизм имеет одну основную подвижность и, следовательно, один начальный механизм, состоящий из звеньев 1 и 0.
|
Кулачковый механизм W = 3×(4 –1) - 2×3 - 1×1 = 2; без учета пассивного звена 7 W = 3×(3 –1) - 2×2 - 1×1 = 1 02
В 8
С 08 2 7 |
|
Группа Ассура 5-6 Группа Ассура 3-4 6 J Wгр = 3×2 - 2×3 = 0; 3 C
5 F 4 D K Wгр = 3×2 - 2×3 = 0; E Начальный механизм 1 01 Wпм = 3×(2-1) - 2×1 = 1; |
Рис. 2.17
Замена в плоских механизмах высших пар низшими
Плоские механизмы могут состоять из звеньев входящих как в низшие, так и высшие пары. При изучении структуры и кинематики плоских механизмов удобно заменять высшие кинематические пары кинематическими цепями, или звеньями входящими только в низшие вращательные и поступательные пары 5-го класса.
При такой замене должны выполняться условия: чтобы механизм, полученный после такой замены, обладал прежней степенью подвижности и чтобы сохранились относительные в рассматриваемом положении движения всех его звеньев.
Рассмотрим плоский механизм рис. 2.18: он состоит из 3-х звеньев и 3-х кинематических пар (0-1, 2-0 – 5-го класса, вращательные; 1-2 – 4-го класса высшая, сложная), а и в – элементы звеньев 1 и 2 окружности радиусами 01В и 02С соответственно
Рис. 2.18
Степень подвижности механизма:
Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21
При использовании материалов активная ссылка на источник обязательна.