5. Кинематические цепи.

Кинематической цепью называется совокупность звеньев, соединенных в кинематические пары.

Кинематические цепи могут быть простыми и сложными, открытыми и замкнутыми, плоскими и пространственными.

Кинематическая цепь называется простой, если каждое из ее звеньев входи в состав не более чем двух кинематических пар.

Сложными называют кинематические цепи, включающие звенья, которые входят в состав трех и более кинематических пар.

Открытой называется цепь со звеньями, входящими в состав лишь одной кинематической пары.

Замкнутой называется цепь, в которой каждое звено входи в состав по крайней мере двух кинематических пар.

или

В машиностроении применяют преимущественно замкнутые кинематические цепи. Каждый механизм представляет собой кинематическую цепь. Основными свойствами механизмов являются подвижность его звеньев и определенность (согласованность) их движения. Параметры движения всех звеньев (перемещение, скорость, ускорение) механизма удобно оценить относительно одного из звеньев. Такое звено называют основой, станиной или стойкой (рама, корпус машины).

Структура механизма должна обеспечивать возможность относительных движений его звеньев, образующих различные кинематические пары.

6. Построение и классификация механизмов.

Различные сложные механизмы, предназначенные для преобразования движения входных звеньев в движение выходных звеньев, строятся путем соединения в кинематические пары отдельных звеньев.

Значительное количество возможных соединений звеньев вызывает необходимость классификации механизмов.

Асур Л. В. ввел понятие кинематической группы и разделил кинематические цепи на группы.

Кинематической группой называют плоскую кинематическую цепь, присоединение которой к другой к кинематической цепи не изменяет количества свобод движения этой цепи.

Предполагая, что любые кинематические пары могут быть приведены к простейшим, например, вращательным кинематическим парам, обозначим n – количество звеньев в кинематической группе, - количество кинематических пар в группе. При плоском движении каждое свободное звено имеет три свободы движения (два поступательных и одно вращательное движение) и каждая кинематическая пара пятого класса отнимает две свободы движения. В соответствии с определением кинематической группы ее свобода движения должна быть равна нулю или , откуда (1). Количества кинематических пар n и звеньев отображаются целыми числами, поэтому равенству (1) соответствуют сочетания n=2,4,6… и =3,6,9. Следовательно, множество кинематических групп Асура определяется сочетаниями четного числа n звеньев и соответствующего числа кинематических пар 2-3, 4-6, 6-9 и т.д.

Группы простейшие

З венья АВ, CF, DE со свободными элементами вращательных пар называют поводками ,жесткое звено BDC называют центральными.

Кинематическую группу АВС называют двухповодковой или диадой. Двухповодковую группу, один из поводков которой закреплен (превращен в стойку), Асур назвал исходным механизмом первого порядка, каждую последующую группу Асура можно получить так называемым способом развития поводка, при котором поводок заменяется группой, состоящей из центрального звена с двумя поводками.

Классификация механизмов по Артоболевскому.

Механизм I класса

исходный механизм

Механизм II класса

диада

Механизм III класса

группа 4-6

(4 – число звеньев, 6 – числи кинематических пар)

Все кинематические группы, в которых не содержатся изменяемые замкнутые контуры, будут принадлежать к третьему классу. Если кинематическая группа имеет изменяемые замкнутые контуры, то их класс определяется количеством подвижных звеньев в замкнутом контуре. Порядок кинематической группы определяется количеством поводков, которыми группа присоединяется к другим кинематическим цепям. Механизму присваивается класс наивысшей по классу группы и порядок, соответствующий порядку старшей по классу группы.

Механизм IV класса

ее порядок равен 3.

7. Модели формы (типовые элементы), модели нагружения.

Модели формы:

Модель стержня Модель пластины

Оболочка

Твердые тела

Модели нагружения:

Нагрузка Распределенная нагрузка

Объемное нагружение

8. Надежность, основные показатели надежности.

Под надежностью понимают свойство изделия (детали, узла, машины) выполнять заданные функции, сохраняя свои эксплуатационные показатели в заданных пределах в течение заданного промежутка времени или требуемой наработки.

Обеспечение надежности является общей проблемой для всех отраслей промышленности и зависит от всех этапов создания и эксплуатации изделий.

Надежность, являясь сложным свойством, обуславливается или слагается из сочетаний свойств: безотказности, долговечности, ремонтопригодности и сохраняемости. В зависимости от вида изделия надежность может определяться частью или всеми перечисленными свойствами.

Отказом называют нарушение работоспособности изделия.

Безотказностью называют свойство изделия непрерывно сохранять работоспособное состояние в течение некоторого времени или некоторой наработки.

Долговечностью называют свойство изделия сохранять работоспособность до наступления предельного состояния при установленной системе технического обслуживания и ремонта. Долговечность характеризуется ресурсами.

Ремонтопригодностью называют приспособленность изделия к предупреждению и обнаружению причин возникновения отказов, повреждений и поддержанию и восстановлению работоспособного состояния путем проведения технического обслуживания и ремонта.

Сохраняемость – свойство изделия сохранять значения показателей безотказности, долговечности и ремонтопригодности в течение и после хранения и транспортирования.

Одним из основных показателей надежности является вероятность P(t) безотказной работы в течение заданного времени t или заданной наработки. Время появления отказа рассматривают как случайную величину.

Плотность распределения отказов представляют собой частоту отказов.

Плотность распределения позволяет найти среднее наработку до отказа

представляющее собой математическое ожидание наработки изделия до первого отказа.

Интенсивность отказов представляет собой число отказов в единицу времени, отнесенное к числу исправных изделий в данный момент.