1. Исследование рычажного механизма

1.1 Структурный анализ механизма

Задачами структурного анализа механизма являются:

-определение степени подвижности механизма,

-определение структурного состава механизма, то есть из каких структурных групп по классификации Л.В.Ассура состоит механизм.

Исследуем структуру рассматриваемого механизма установки для нарезки изделий и изобразим его схематически (рис. 1).

В рычажных механизмах в зависимости от вида движения различают следующие звенья [4]:

кривошип – вращающееся звено, которое может совершать полный оборот вокруг неподвижной оси;

шатун – звено, образующее кинематические пары с подвижными звеньями;

коромысло – вращающееся звено, которое совершает неполный оборот вокруг неподвижной оси и составляет с другими звеньями только вращательные кинематические пары;

ползун – звено, образующее поступательную пару со стойкой;

кулиса – звено, вращающееся вокруг неподвижной оси и образующее с другими подвижными звеньями поступательную пару;

стойка – неподвижное звено.

Рис. 1 Структурная схема механизма установки для нарезки изделий: 0 – стойки; 1 – кривошип;2 – шатун; 3 – ползун (пуансон)

Кинематической парой называется подвижное соединение двух соприкасающихся звеньев, которые классифицируются по виду движения, количеству возможных независимых движений и характеру соприкасания звеньев.

Подвижность – это количество независимых движений, задаваемых механизму с тем, чтобы все его звенья двигались синхронно. Она вычисляется по известной формуле П. Л. Чебышева:

W = 3n – 2P₅, (1)

где W – подвижность; n – количество подвижных звеньев механизма, n=3;

P₅ – число одноподвижных кинематических пар 5-го класса, p₅=4.

Подставив в формулу (1) конкретные значения, получим:

W = 3·3 – 2·4 = 1.

Следовательно, достаточно одному из звеньев задать движение, чтобы механизм приобрел определенность движения.

Структурной группой (группой Ассура) называется кинематическая цепь с нулевой степенью подвижности относительно тех звеньев, с которыми входят в кинематические пары ее свободные элементы, не распадающаяся на более простые цепи, удовлетворяющие этому же условию.

Отсоединим группы Ассура от механизма (рис. 1), начиная с последнего звена, и изобразим их отдельно (рис.2). Определим их класс и порядок групп.

Рис. 2. Группы Ассура и ведущее звено механизма:

а – группа 2-го класса и 2-го порядка (А, В, С – вращательные кинематические пары; С′ - поступательная кинематическая пара); б – группа 1-го класса.

Классы групп выше 2-го определяются количеством кинематических пар, образующих замкнутый контур, порядок группы – числом свободных кинематических пар, к которым могут быть дополнительно присоединены звенья. Выделенные группы относятся ко 2-му классу 2-го порядка.

После отсоединения группы от механизма подвижность последнего не должна изменяться. В результате выделения структурных групп остаются ведущие звенья, которые, по Ассуру, относятся к механизмам 1-го класса.

Класс всего механизма определяется наивысшим из классов структурных групп, входящих в его состав. Следовательно, рассматриваемый механизм – 2-го класса (рис. 2).

Результаты структурного анализа заносятся в таблицу 1.

Звенья и кинематические пары механизма установки для нарезки изделий

Таблица 1