Структурный синтез и анализ механизмов



Структура механизмов. Основные понятия.

Механизмом называется система тел, предназначенная для преобразования движения одного или нескольких твердых тел в требуемые движения других твердых тел.

В каждом механизме имеется одно или несколько твердых тел входящих в его состав и называемых звеном. Как минимум имеется одно неподвижное звено или принимаемое за неподвижное, которое называется стойка.

Из подвижных выделяют входные и выходные. Входным звеном называется звено, которому сообщается движение, преобразуемое механизмом в требуемые движения других звеньев. Выходным звеном называется звено, совершающее движение, для выполнения которого предназначен механизм.

Кинематической парой называется соединение двух соприкасающихся звеньев, допускающее их относительное движение.

Кинматические пары различают по характеру соприкосновения звеньев. Поверхности, линии и точки, по которым соприкасаются звенья, называются элементами кинематической пары.

Пары называют низшие, если элементы звеньев соприкасаются только по поверхности.Высшие, если по линии или точке.

Для того что бы элементы пары находились в постоянном соприкосновении пара должна быть замкнута геометрически за счет конструкционной формы звеньев или силовым способом (сила тяжести, сила давления жидкости…)

Классификация кинематических пар.

Кинематической парой называется соединение двух соприкасающихся звеньев, допускающее их относительное движение.

Кинматические пары различают по характеру соприкосновения звеньев. Поверхности, линии и точки, по которым соприкасаются звенья, называются элементами кинематической пары.

Пары называют низшие, если элементы звеньев соприкасаются только по поверхности. Высшие, если по линии или точке.

Для того что бы элементы пары находились в постоянном соприкосновении пара должна быть замкнута геометрически за счет конструкционной формы звеньев или силовым способом (сила тяжести, сила давления жидкости…)

Кинематические пары характеризуются по числу степени свободы (H) в отдельном движении (подвижность пары) и по числу S – условии связи (ограничение) накладываемых парой на движение одного звена относительно другого. Т.к. для свободного тела в пространстве H=6, то величины H и S связаны H=6-S, где S=1,2,3,4,5, если S=0, то пары не существуют, а имеются 2 тела, движущихся независимо друг от друга.

Одноподвижная пара 5 класс, H=1, S=5.

Двухподвижные 4 класс, H=2, S=4.

Трехподвижные 3 класс, H=3, S=3.

Четырехподвижные 2 класс, H=4, S=2.

Пятиподвижные 1 класс, H=5, S=1.

Преимущество низших по сравнению с высшими – возможность передачи больших усилий за счет большой плоскости соприкасающихся изделий. Применение высших пар позволяет уменьшить трение в машинах.

Кинематические цепи.

Несколько звеньев, соединённых между собой кинематическими парами, образуют кинематическую цепь.

Она является основой построения механизма, для этого одно из звеньев цепи принимается за неподвижное (стойка). К.Ц. разделяется на цепи с низшими и высшими парами. Те и другие могут быть плоскими и пространственными.

К.ц. называются плоскими, если все точки их звеньев движутся в одной или параллельных плоскостях. К.Ц. является пространственное, если подвижные точки ее звеньев описывают не плоские траектории.

К.ц. бывают открытыми и закрытыми. Открытые к.ц. – цепь у которой хотя бы одно звено входит в кинематическую пару. К.ц. каждое звено которой входит не более чем в 2 кинематические пары называется простой. Если более чем в 2, то сложной.

Кинематические цепи бывают:

- простая закрытая.

- простая открытая.

- сложная открытая.

По признаку наличия разветвлений различают цепи простые (каждое звено цепи входит не более, чем две кинематических пары) и сложные или разветвленные (некоторые звенья входят в три, или более пары); в разветвленных цепях могут присутствовать так называемые кратные (двойные, тройные и т.д.) шарниры.

По области движения звеньев цепи бывают плоские (траектории движения точек всех звеньев - плоские кривые, лежащие в параллельных плоскостях) и пространственные.

Чтобы из кинематической цепи получить механизм, необходимо:

- одно звено сделать неподвижным, т.е. образовать станину (стойку);

- одному или нескольким звеньям задать закон движения (сделать ведущими) таким образом, чтобы все остальные звенья совершали требуемые целесообразные движения.

Структурный синтез и анализ механизмов.

Структурный синтез механизма состоит в проектировании его структурной схемы, под которой понимается схема механизма, указывающая стойку, подвижные звенья, виды кинематических пар и их взаимное расположение.

Структурной группой называется кинематическая цепь, число степеней свободы которой равно нулю после присоединения ее внешними кинематическими парами к стойке и которая не распадается на более простые цепи, удовлетворяющие этому условию.

Для структурных групп плоских механизмов с низшими парами

где W – число степеней свободы; n – число подвижных звеньев; Рn – число низших пар.

Простейшей является структурная группа, у которой n = 2 и Pn = 3. Она называется структурной группой второго класса.

Порядок структурной группы определяется числом элементов ее внешних кинематических пар, которыми она может присоединяться к механизму. Все группы второго класса имеют второй порядок.

Класс структурной группы в общем случае определяется числом кинематических пар в замкнутом контуре, образованном внутренними кинематическими парами.

Кинематические пары характеризуются по числу степени свободы (H) в отдельном движении (подвижность пары) и по числу S – условии связи (ограничение) накладываемых парой на движение одного звена относительно другого.

Одноподвижная пара 5 класс, H=1, S=5.

Двухподвижные 4 класс, H=2, S=4.

Трехподвижные 3 класс, H=3, S=3.

Четырехподвижные 2 класс, H=4, S=2.

Пятиподвижные 1 класс, H=5, S=1.

 


Дата добавления: 2018-04-05; просмотров: 209; Мы поможем в написании вашей работы!

Поделиться с друзьями:






Мы поможем в написании ваших работ!