 |
Классификация механизмов и принцип их образования. Группы Ассура.
|
|
|
|
Определения: машина, механизм, звено механизма, виды звеньев
Машиной называется искусственные устройства, выполняющие механические движения для преобразования энергии, материалов и информации. Основной признак машин – совершение некоторой полезной работы. Механизмом называют искусственно созданную систему тел, предназначенную для преобразования механического движения одного или нескольких требуемых движений других тел. Звеньями называют твёрдые тела, входящие в состав механизма и обладающие относительной подвижностью. Звенья могут состоять из одной или несколько жёстко связанных между собой частей, называемых деталями.
Классификация звеньев:
Стойка – неподвижное звено механизма (обозначают нулевой позицией)
Кривошип – звено, совершающее вращательное движение вокруг неподвижной оси.
Коромысло – звено, совершающее угловые качательные движения вокруг неподвижной оси.
Ползун – звено, совершающее линейные возвратно-поступательные движения.
Шатун – звено, совершающее плоскопараллельное движение.
Кулиса – звено, являющееся подвижно направляющее для ползуна (шатуна).
Кулачок – звено, кривизна профиля которого определяет закон движения связанного с ним звена, толкателя.
Зубчатое колесо
Кинематические пары и их классификация
Кинематической парой называются подвижные соединения двух соприкасающихся звеньев.
Любая кинематическая пара ограничивает взаимное движение звеньев, т.е. исключает одну или несколько степеней свободы.
Классификация кинематических пар:
По характеру относительного движения:
плоские – движение в одной плоскости
пространственные – движения в разных плоскостях
|
|
|
По характеру соприкосновения:
высшие – соприкосновение звеньев происходит по линии или точке (рельс)
низшие – соприкосновение звеньев происходит по поверхности (ползун)
По количеству условий связей, налагаемых кинематической парой на относительное движение звеньев.
Ограничение, налагаемое на движение звеньев, называется связями.
Классом кинематической пары называется число S условий связи, налагаемых кинематической парой на относительное движение звеньев.
S – число условий связи
H – число степеней свободы
Кинематические цепи и их классификация
Кинематическая цепь – связанная система звеньев, образующих между собой кинематические пары.
Классификация кинематических цепей:
Плоские – при закреплении одного звена, остальные звенья совершают плоское движение, параллельно некоторой неподвижной плоскости.
Пространственные – при закрепление одного звена, остальные звенья совершают движение в различных плоскостях.
Простые – в каждое звено входит не более, чем две кинематические пары.
Сложные – хотя бы одно звено имеет более двух кинематических пар.
Замкнутые – входит не более чем две кинематические пары, и эти звенья образуют один или несколько замкнутых контуров
Разомкнутые – звенья не образуют замкнутый контур.
Структурные формы кинематических цепей
Чебышев вывел соотношение между числом одноподвижных кинематических пар и числом звеньев в механизме, при котором степень подвижности равна 1.
Н – число степеней свободы кинематической цепи
W – число степеней свободы относительно звена, принятого за неподвижное или степень подвижности механизма.
k – общее число звеньев в кинематической цепи
n – число подвижных звеньев
P1 – количество кинематических пар первого класса
H = 6k-5P5-4P4-3P3-2P2-P1 – Сомова-Малышева- пространственная кинематическая цепь
W = H-6 = 6k-5P5-4P4-3P3-2P2-P1-6 = 6(k-1) -5P5-4P4-3P3-2P2-P1
|
|
|
n = k-1
W = 6n-5P5-4P4-3P3-2P2-P1 – Сомова-Малышева – пространственная кинематическая цепь
H = 3k-2P5-P4 - Чебышев
W = 3n-2P5-P4 – Чебышев – плоская кинематическая цепь
Классификация механизмов и принцип их образования. Группы Ассура.
В 1914 году Л.В.Асур сформулировал принцип образования механизмов, заключающийся в последовательном наслоение кинематических цепей, обладающих определёнными структурными свойствами. К исходной кинематической цепи (механизму), за счёт образования новых кинематических пар, присоединяется дополнительная кинематическая цепь, при этом целесообразно, чтобы степень подвижности основной кинематической цепи не изменилась. В этом случае, таких цепей можно присоединить любое количество, при неизменном числе ведущих звеньев. Кинематические цепи, соответствующие таким требованиям назвали группами асур.
Группа Аcура – это такая кинематическая цепь, от присоединения которой к основной кинематической цепи, её степень подвижности не изменится. Т.е. это кинематическая цепь с нулевой степенью подвижности.
W = 3n-2P5 = 0, 
Класс группы Асура определяется количеством внутренних кинематических пар, образующих наиболее сложный замкнутый контур.
Порядок группы Асура определяется количеством кинематических пар, которые образуются при её присоединении к другой кинематической цепи или стойки.
Структурная классификация плоских механизмов необходима для разделения механизмов на группы Асура, для которых разработаны типовые методы кинематического и динамического анализа.
1) Разделение механизмов на группы Асур начинают со звеньев наиболее удалённых от ведущего звена
2) Отделяемая кинематическая цепь должна являться группой Асур и не должна разделяться на более простые
3) После отсоединения группы Асура характер движения оставшихся звеньев механизма не должен измениться.
Пример: кривошипно-шатунный механизм; кривошипно-ползунный механизм; кулисный механизм
Класс механизма определяется наивысшим классом группы Асура, входящей в его состав.
|
|
|
