Министерство образования и науки Российской Федерации Федеральное агентство по образованию

Санкт-Петербургский институт машиностроения (ВТУЗ-ЛМЗ)

Кафедра теории механизмов и деталей машин

СОСТАВЛЕНИЕ КИНЕМАТИЧЕСКИХ СХЕМ МЕХАНИЗМОВ.

СТРУКТУРНЫЙ АНАЛИЗ МЕХАНИЗМОВ

Методические указания

к выполнению лабораторных работ

Санкт-Петербург 2009

Составление кинематических схем механизмов. Структурный анализ механизмов: Метод. указания к выполнению лабораторных работ для студентов всех специальностей.

Изложены общие теоретические сведения для самостоятельной проработки соответствующих разделов курса ''Теория механизмов и машин''. Указан порядок выполнения работы и содержание отчёта, приведены контрольные задания и вопросы.

Составители: к.т.н., доц. В.А. Трубняков

ст. преп. Н.В. Дубошина

Рецензент: к.т.н., доц. А.А.Янсон

Методические указания утверждены на заседании кафедры

Редактор: Г.Л. Чубарова

П21(03)

__________________________________________________________________

Подписано в печать 24.03.2009 Формат 60х90 1/16

Бумага тип. №3 Печать офсетная Усл. печ. л. 1,75

Уч.-изд. л. 1,75 Тираж 120 экз. Заказ 8

Издание Санкт-Петербургского института машиностроения

195197, Санкт-Петербург, Полюстровский пр. 14

__________________________________________________________________

ОП ПИМаш

Лабораторная работа №1

СОСТАВЛЕНИЕ КИНЕМАТИЧЕСКИХ СХЕМ МЕХАНИЗМОВ

Цель работы – развитие навыка в составлении и чтении кинематических схем, ознакомление с различными типами механизмов.

ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ

Механизм - это система подвижно связанных между собой материальных тел, предназначенная для преобразования движения и преодоления сил с помощью двигателя.

Механизм состоит из звеньев. Звено - это одна или несколько деталей, движущихся как одно целое. Деталь - это изделие, изготовленное без сборочных операций.

Два звена, подвижно связанных между собой, образуют кинематическую пару.

ВИДЫ И УСЛОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ КИНЕМАТИЧЕСКИХ ПАР

По виду относительного движения звеньев кинематические пары делятся на плоские и пространственные.

По характеру контакта звеньев кинематические пары делятся на высшие и низшие. В высшей кинематической паре контакт звеньев происходит по линии или в точке. Одно звено относительно другого имеет возможность перекатываться и скользить. В низшей кинематической паре звенья касаются по поверхности (плоскость, цилиндрическая поверхность, сфера, винтовая поверхность).

В относительном движении звеньев при этом возможно лишь скольжение.

Кинематические пары классифицируют по числу Н степеней свободы в относительном движении (число независимых подвижностей) или по числу S условий связи (ограничений), накладываемой парой на движение одного звена относительно другого. Так как для свободного тела в пространстве число степеней свободы равно шести, то величины Н и S связаны соотношением Н = 6 - S, где S = 1,2,3,4,5. При S = 0 пары не существует, а имеются два независимых тела. При S = 6 пара становится жёстким соединением деталей, т.е. одним звеном.

Ниже даны примеры наиболее распространённых кинематических пар, варианты их условных изображений на схемах.

Одноподвижные кинематические пары (Н = 1)

а) плоская, низшая, вращательная пара (плоский шарнир)

Рис.1

б) плоская, низшая, поступательная пара

Рис.2

в) пространственная, низшая винтовая кинематическая пара

В данной паре (винт-гайка) вращательное и поступательное движения одного из звеньев связаны между собой.

Рис.3

Двухподвижные кинематические пары (Н = 2)

а) плоская высшая кулачковая

кинематическая пара

Рис.4

б) пространственная низшая кинематическая пара –цилиндрический шарнир

Рис.5

Трёхподвижные кинематические пары (Н = 3)

а) пространственная низшая кинематическая пара - сферический

ш арнир

Данная пара допускает три независимых вращательных движения вокруг осей x , y, z.

Рис.6

б) пространственная высшая кинематическая пара (образуется при касании по линии двух цилиндрических поверхностей)

Рис.7

Пространственная высшая четырёхподвижная кинематическая пара ( Н=4)

Данная пара образуется при касании по линии цилиндрической поверхности и плоскости.

ческая пара ( 000000000000000000000000000000000000000000000

Рис.8

Пространственная высшая пятиподвижная кинематическая пара (Н = 5)

Данная кинематическая пара образуется при точечном контакте двух сфер или сферы и плоскости.

Рис.9