1.9. Последовательность структурного анализа механизма

Цель структурного анализа: убедиться в определенности движения звеньев (структурной работоспособности) механизма и выявить строение механизма.

Структурная работоспособность механизма характеризуется следующими показателями: степень подвижности механизма должна быть равно числу начальных звеньев; В составе механизма не должно быть звеньев, не входящих в группы Ассура или механизм 1-го класса.

Последовательность действий при структурном анализе:

1. Изобразить кинематическую схему механизма.

2. Подсчитать число звеньев и кинематических пар. Определить степень подвижности W механизма.

3. Выявить пассивные связи и лишние степени свободы. Устранить их. Повторно определить W.

4. Заменить высшие пары кинематическими цепями, содержащими низшие пары. Проверить W.

5. Расчленить механизм на группы Ассура, руководствуясь следующими правилами:

5.1. Первой отделяется группа, наиболее отдаленная от начального звена.

5.2. Вначале следует попытаться отделить группу второго класса, если это невозможно, то третьего и т.д.

5.3. После отсоединения группы следует проверить, не изменилась ли кинематика, а так же степень подвижности оставшейся части механизма. Каждая кинематическая пара принимается в расчет только один раз: либо с отсоединенной группой, либо с оставшейся частью механизма.

5.4. Определить класс, вид и порядок каждой отсоединенной группы, а так же класс механизма.

Класс механизма численно равен высшему классу группы Ассура, входящей в состав механизма.

Пример: Произвести структурный анализ механизма толкателя.

Рис. 1.20. Структурная схема механизма толкателя.

Механизм плоский, n = 5, р₅ = 7 (шесть вращательных пар и одна поступательная пара, расположенная в точке Е), p₄ = 0.

Степень подвижности механизма определяется по формуле Чебышева

.

Лишних степеней свободы и пассивных связей нет. Так как механизм обладает одним начальным звеном, все ведомые звенья будут перемещаться вполне определенным образом. Следовательно, механизм структурно работоспособен.

Группа Ассура 2 класса 2-го вида	Группа Ассура 2-го класса 1-го вида	Механизм 1-го класса
Рис. 1.21. Структурный анализ механизма толкателя

Рассматриваемый механизм состоит из механизма 1 класса и последовательно присоединенных двух групп Ассура второго класса (см. рис.1.21). Следовательно, механизм относится ко второму классу.

Лекция 3

2. Кинематический анализ рычажных механизмов

Кинематическое исследование состоит в изучении движения звеньев механизма с геометрической точки зрения, то есть без учета их инертности (массы) и действующих на них сил.

При анализе решаются три основные задачи: определение положений звеньев и траекторий, описываемых отдельными точками звеньев; определение линейных скоростей отдельных точек и угловых скоростей звеньев; определение линейных ускорений отдельных точек и угловых ускорений звеньев. Здесь считаются известными (заданными) кинематическая схема механизма, размеры звеньев и законы движения начальных звеньев.

Кинематические параметры определяют аналитическими, графическими и графоаналитическими методами.