Структурний аналіз плоского важільного механізму

редактор Є.Г. Маслова, Л. Б. Герцвольф коректори: Т.Г. Бєляєва, Г.М. Короткова, Е, А. Морозова

Оригінал-макет підготовлений у Видавничому Домі «ИНФРА-М» ЛР № 070824 від 21.01.93.

Здано в набір 03.11.2003. Підписано до друку 02.02.2004.

Формат 70 х 100/16. Папір офсетний. Гарнітура «Newton».

Друк офсетний. Ум. печ. л. 76,11. Уч.-вид. л. 82,6.

Тираж: 3000 екземплярів. Замовлення № 2583.

Ціна вільна.

Видавничий Дім «ИНФРА-М»

127214, Москва, Дмитрівське ш., 107.

Тел. :( 095) 485-71-77.

Факс: (095) 485-53-18.

E-mail: books@infra-m.ru

http://www.infra-m.ru

Надруковано в повній відповідності

з якістю наданих діапозитивів

в ВАТ «Можайський поліграфічний комбінат».

143200, м Можайськ, вул. Миру, 93.

РОЗДІЛ 2. ТЕОРІЯ МЕХАНІЗМІВ І МАШИН

Структурний аналіз плоского важільного механізму

Завдання 1. Для плоского важільного механізму (рис. 2.1) визначити рухливість і виявити структурний склад.

Мал. 2.1. Структурна схема плоского важільного механізму

1. Рухливість плоского важільного механізму визначається
за формулою Чебишева, що записується в класах кінематичних пар:

(1)

де - Розрахункова рухливість механізму; - Кількість рухомих ланок в досліджуваній схемі механізму; и - Число кінематичних пар п'ятого і четвертого класів.

Для визначення кількості ланок, виду скоєного ними руху і їх назви досліджуємо схему плоского важільного механізму (рис. 2.1). Результати дослідження зведемо в таблицю 2.1.

ланки механізму

Таблиця 2.1.

№ ланки	схема ланки	кинематическое стан	Вид скоєного руху	Назва ланки
		нерухоме		стійка
		рухливе	обертальний (на кут більше 360⁰)	кривошип
		рухливе	складне	контур

Таблиця 2.1 Продовження

№ ланки	схема ланки	кинематическое стан	Вид скоєного руху	Назва ланки
		рухливе	обертальний (на кут менш 360⁰)	коромисло
		рухливе	складне	шатун
		рухливе	поступальний	повзун

Аналізуючи таблицю видно, що механізм в своєму складі має дві шарнірно - нерухомих опори і спрямовуючу як нерухомого ланки і п'ять рухомих ланок ( ).

Далі визначимо кількість кінематичних пар (КП) п'ятого
і четвертого класів, їх рухливість. Результати дослідження зведемо
в таблицю 2.2.

кінематичні пари

Таблиця 2.2.

№	Кінематична пара	Схема кінематичної пари	Клас / ПодвіжностьКП	Вид контакту / Замикання
	0 - 1		5 / 1вращательная	поверхню / геометричне
	1 - 2		5 / 1вращательная	поверхню / геометричне
	2 - 3		5 / 1вращательная	поверхню / геометричне

Таблиця 2.2. продовження

№	Кінематична пара	Схема кінематичної пари	Клас / ПодвіжностьКП	Вид контакту / Замикання
	3 - 0		5 / 1вращательная	поверхню / геометричне
	2 - 4		5 / 1вращательная	поверхню / геометричне
	4 - 5		5 / 1вращательная	поверхню / геометричне
	5 - 0		5 / 1вращательная	поверхню / геометричне

З аналізу даних таблиці 2.2 слід, що схема плоского важільного механізму складається з семи кінематичних пар п'ятого класу, а КП четвертого класу в схемі механізму не присутній. отже, , а .

Підставляючи знайдені значення коефіцієнтів , и в формулу Чебишева (1), отримуємо:

Так як в складі механізму є ланка (контур) входить до складу більше двох кінематичних пар (трьох: 1 - 2, 2 - 3, 2 - 4), то кінематична ланцюг буде складною. Так само, в структурній схемі досліджуваного механізму (рис. 2.1) всі ланки не мають вільного елементу і своїми вершинами утворюють кінематичні пари з іншими ланками, отже, кінематична ланцюг є замкнутою. Кількість приєднань до стійки дорівнює трьом (0 - 1, 3 - 0, 5 - 0).

2. Для вирішення завдання виявлення структурного складу механізму використовується структурна класифікація професора Ассура, згідно з якою плоскі важільні механізми складаються із структурних груп ланок і первинних (елементарних) механізмів.

Розбиваємо розглянуту схему на групи ланок, починаючи
з вихідної ланки. Отримуємо, що першою даної групою буде група ланок 4 - 5 (рис. 2.2).

Мал. 2.2. Група ланок 4 - 5

Дана група складається:

- З двох рухомих ланок (шатун 4 і повзун 5), тобто ;

- Двох вільних повідків (коромисло 3 і стійка 0);

- Трьох кінематичних пар (обертальна 2 - 4, обертальна 4 - 5, поступальна 5 - 0), тобто .

Підставивши знайдені значення коефіцієнтів у формулу (1), отримуємо:

Рівність нулю рухливості групи доводить, що розглянута група ланок 4 - 5 є структурною групою. Дана група є:

- Групою другого класу, так як складається з двох рухомих ланок;

- Групою другого порядку, так як є два вільних повідця;

- Групою другого виду, так як складається двох обертальних і однієї поступальної кінематичних пар (ВВП).

Далі розглянемо групу ланок 2 - 3 (рис. 2.3).

Мал. 2.3. Група ланок 2 - 3

Дана група складається:

- З двох рухомих ланок (контур 2 і коромисло 3), тобто ;

- Двох вільних повідків (кривошип 1 і стійка 0);

- Трьох кінематичних пар (обертальна 1 - 2, обертальна 2 - 3, обертальна 3 - 0), тобто .

Підставивши знайдені значення коефіцієнтів у формулу Чебишева, отримуємо:

Рівність нулю рухливості групи доводить, що розглянута група ланок 2 - 3 є структурною групою. Дана група є:

- Групою другого класу, так як складається з двох рухомих ланок;

- Групою другого порядку, так як є два вільних повідця;

- Групою першого виду, так як складається трьох обертальних кінематичних пар (ВВВ).

Розглянемо наступну групу ланок 1 - 0 (рис. 2.4).

Дана група складається:

- З одного рухомого ланки (кривошип 1) і шарнірно-нерухомої опори (стійка 0), тобто ;

- Однієї кінематичної пари (обертальна 0 - 1), тобто .

Підставивши знайдені значення коефіцієнтів у формулу Чебишева, отримуємо:

Рухливість досліджуваної групи вийшла більше нуля, отже вона не є структурною групою, а являє собою первинний (елементарний) механізм, з рухливістю дорівнює одиниці.

З проведеного аналізу випливає, що структурна схема механізму складається з двох структурних груп ланок і одного первинного механізму. Запишемо структурну модель механізму:

Так як клас механізмів визначається класом найбільш складною структурною групи, то розглянутий важільний механізм є механізмом 2-го класу, з рухливістю дорівнює одиниці.

Завдання 1.Для схеми плоского важільного механізму визначити рухливість і виявити структурний склад.

Попередня1 2 3 4 5 6 7 8 9 Наступна