Головна |
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.
схема №1 | схема 4 | схема №7 | схема №10 | схема №13 | схема №15 | Силовий аналіз плоского важільного механізму |