13) Структурный анализ плоских рычажных механизмов.
При исследовании структуры любого рычажного механизма различают
два направления: структурный анализ и структурный синтез.
Структурный анализ – это процесс исследования структуры механиз-
ма, т. е. определение числа звеньев и видов движения, ими совершаемых,
числа и вида кинематических пар, структурных групп и кинематических це-
пей, числа подвижностей и наличия дефектов.
Структурный анализ механизмов проводится с целью выявления де-
фектов их структуры, которые при необходимости устраняются.
Для исключения дефектов структуры необходимо точно знать о нали-
чии в схеме механизма избыточных, или пассивных, связей и их количество.
Для расчета числа избыточных, или пассивных, связей используется сле-
дующая зависимость:
q = Wо + Wм + W,
где Wо, Wм, W – заданная, местная и расчетная подвижность.
Избыточные, или пассивные, связи имеются только в замкнутыхки-
нематическихцепях с несколькими контурами. В механизмах различают
два вида контуров: зависимые и независимые. Контур является независи-
мым, если он отличается от других контуров хотя бы на одно звено. Зави-
симые контуры дублируют друг друга, а звенья, их образующие, создают
избыточные, или пассивные, связи.
Определение числа кон-
туров проводится по выражению
K = p − n,
где p – число кинематических пар в структуре механизма; n – число подвиж-
ных звеньев механизма,
n = k −1,
здесь k – общее число звеньев механизма, включая стойку.
После исключения дефектов структуры определяется количество
структурных групп, число и вид кинематических пар, число основных под-
вижностей, а затем, начиная с выходного звена, из состава механизма выде-
ляются группы звеньев, совместно обладающих подвижностью, равной ну-
лю.
В общем случае структурный анализ рычажных механизмов сводится к
решению следующих задач:
для пространственных механизмов:
1) определение подвижности механизма;
2) определение маневренности механизма.
для плоских механизмов:
1) определение подвижности механизма;
2) анализ состава структуры механизма.
14)Подвижность механизмов
Подвижность механизма – это число независимых обобщенных коор-
динат, однозначно определяющих положения звеньев механизма на плоско-
сти или в пространстве в рассматриваемый момент времени.
Структурные формулы для определения подвижности пространст-
венных механизмов были получены П. И. Сомовым, а для плоских меха-
низмов – П. Л. Чебышевым. В основу обоих структурных формул положены
одинаковые принципы их построения, следовательно, в обобщенном виде
структурные формулы можно представить как
где H – число степеней подвижности (для пространственных механизмов H = 6,
для плоских механизмов H = 3); pi – число кинематических пар i-
й подвижности;
i – число подвижностей кинематической пары.
Структурные формулы имеют по две формы записи:
1) в классах кинематических пар:
для плоских механизмов формула П. Л. Чебышева:
для пространственных механизмов формула П. И. Сомова:
где p5, p4, p3, p2, p1 – число кинематических пар, соответственно, пятого, чет-
вертого, третьего, второго и первого класса;
2) в степенях подвижностей кинематических пар:
для плоских механизмов формула П. Л. Чебышева:
для пространственных механизмов формула П. И. Сомова:
здесь p1, p2, p3, p4, p5 – число кинематических пар, имеющих одну, две, три,
четыре и пять подвижностей соответственно.