Группы Асура
Основной принцип образования рычажных механизмов был сформулирован в 1914 году профессором Л. В. Асуром и заключается в следующем.
Схема любого механизма может быть составлена последовательным присоединением к входным (начальным) звеньям и стойке кинематической цепи с нулевой степенью подвижности. Такие кинематические цепи называются структурными группами Асура.
Путем присоединения к начальным звеньям различных групп Асура можно получить механизм любой сложности.
Группы Асура классифицируются по числу кинематических пар, которыми они присоединяются к основному механизму. Это число определяет порядок группы. Кроме того, группа Асура имеет класс, определяемый числом кинематических пар, образующих наиболее сложный замкнутый контур.
Исключением является структурная группа II класса, в которой общее число кинематических пар равно трем, в том числе одна из них внутренняя. Подробнее см. в методическом руководстве к курсовой работе.
Плоские механизмы.
В плоском механизме все звенья движутся в одной плоскости, все оси параллельны друг другу и перпендикулярны плоскости механизма. Степень подвижности плоского механизма определяется по формуле П.Л. Чебышева
, (5.1)
где n – число подвижных звеньев механизма, рн – число низших КП, рв – число высших КП.
Для кривошипно-ползунного механизма (рис.5.2) n=3, pн=4, рв=0, W=3.3-2.4=1
Пространственные механизмы.
В пространственном механизме оси не параллельны, звенья могут двигаться в разных плоскостях.
Допустим, что механизм, изображенный на рис.5.2, пространственный и все кинематические пары 5-го класса, т.е. AV,BV,CV,DV одноподвижны, тогда
,
статически
неопределимая ферма.
Для получения Wдейств=1, необходимо добавить 3 движения.
где q – избыточные связи.
Для того чтобы их устранить, надо изменить класс некоторых кинематических пар, при этом нельзя изменять класс КП А. Поэтому, сделаем КП В – сферическим шарниром, т.е. 3-го класса (добавим 2 подвижности), а КП С – 4-го класса (добавим 1 подвижность). Тогда
Wпр= 6.3 - ( 5.2 + 4.1 + 3.1 ) = 18 - 17 = 1
Степень подвижности пространственного механизма определяется по формуле Сомова-Малышева
. (5.1,а)
На рис.5.6 показано несколько схем механизмов. Запишем названия звеньев, дадим характеристику кинематическим парам и определим степень подвижности каждого механизма.
С
хема
1:
1 – стойка;
1' – направляющая;
2 – кривошип;
3 – шатун;
4 – ползун.
Схема 2:
1 – стойка;
2 – кривошип;
3 – кулиса;
4 – коромысло.
Схема 3:
1 – стойка;
2,4
– ползуны
(толкатели);
3 – коромысло;
3 – шатун;
4 – ползун.
С
хема
4:
1 – стойка;
1' – направляющая;
2 – ролик;
3 – ползун
(толкатель).
С
хема
5:
1 – стойка;
1' – направляющая;
2 – кулачок;
3 – ползун(толкатель).
На схемах 4 и 5 показаны кулачковые механизмы, имеющие, соответственно 2 и 1 степени подвижности, хотя очевидно, что толкатели этих механизмов имеют одну степень свободы. Лишняя степень подвижности механизма (схема 4) вызвана наличием звена 3 (ролика), которое не влияет на закон движения рабочего звена (толкателя). При структурном и кинематическом анализах механизмов такие звенья удаляют из схемы механизма.