1. Групи Ассуру та їх класифікація

Структурною групою групою Ассура називається кінематичний ланцюг, приєднання якого до механізму не змінює ступеня вільності механізму. Група Ассура характеризується наступними ознаками:

1. Ланки цього ланцюгу з’єднуються тільки однорухомими кінематичними парами п’ятого класу (обертальними та поступальними).

2. Деякі кінематичні пари структурної групи є вільними.

3. Якщо приєднати групу Ассура вільними кінематичними парами до стійки, то ступінь його рухомості відносно стійки дорівнює нулю.

Умова нульової рухомості групи ланок Ассура для важільних механізмів визначається структурною формулою П.Л. Чебишева у наступному вигляді .

З умови забезпечення нульової рухомості випливає, що число ланок, які входять до структурної групи, повинне бути парним, тому що , інакше число пар V класу буде дробовим.

Структурні групи поділяються на класи і види. Від числа ланок, що входять у групу і розподілу кінематичних пар у її складі, залежить її клас (див. табл.1.1).

Таблиця 1.1. Склад структурних груп за класом

Клас групи	Число рухомих ланок	Розподіл кінематичних пар
		Загалом	Зайняті	Вільні
II	2	3	1	2
III	4	6	3	3
IV	4	6	4	2

Найпростіша структурна група, яка складається з двох ланок і трьох кінематичних пар, відноситься до груп другого класу (рис. 1.9).

Ці структурні групи приєднуються до основного механізму, або до стояка , двома вільними парами, одна пара з’єднує ланки між собою у групі. У залежності від класу кінематичних пар і їх розподілу на вільні та зайняті, структурні групи другого класу розділяються на п’ять видів (рис. 1.9).

Для груп з класом вище другого клас структурної групи визначається за найвищим класом замкнутого контуру, який входить до її складу.

а	б
в		г
д

Рис. 1.9. Групи Ассуру другого класу різних видів: а) першого, б) другого, в) третього, г) четвертого, д) п’ятого

Клас замкненого контуру визначається числом кінематичних пар, які його утворюють. Наприклад, до складу груп третього класу входять ланки, що створюють три кінематичні пари з іншими ланками (рис 1.10, а, б, в, г).

а	б	д
в	г

Рис. 1.10. Групи Ассуру третього (а, б, в, г) та четвертого (д) класів

У групах четвертого класу створений внутрішній замкнутий контур з чотирьох ланок (рис. 1.10, д).

Структурні групи третього класу строгого поділу на види не мають. Незалежно від виду кінематичних пар у групах на рис. 1.9, а, б, в, г, всі вони належать до груп третього класу.

За кількістю вільних кінематичних пар структурна група (рис. 1.9, д) є групою четвертого класу.

2. Формула будови та визначення класу механізму

Процес приєднання структурних груп до початкового механізму і стояка називається структурним синтезом механізмів. Синтез механізмів ставить метою проектування механізму попередньо обраної структури по відомих динамічних і кінематичних умовах. Якщо висловити математичними термінами, то процес структурного синтезу – це процес додавання структурних груп до одного або декількох початкових механізмів (рис. 1.8).

Склад механізму і послідовність приєднання до початкового механізму структурних груп визначають у вигляді формули будови механізму. У формулі будови римською цифрою позначається клас початкового або початкових механізмів (якщо ступінь свободи більш одиниці). Арабськими цифрами позначають номери класів структурних груп, яки входять до механізму. Склад початкового механізму і структурних груп вказується відповідно у дужках нижнього індексу. Наприклад, для створення шарнірного чотириланковика до механізму першого класу приєднується структурна група другого класу першого виду. Формула будови має вигляд (рис. 1.11).

Рис. 1.11. Структурний синтез шарнірного чотириланковика

Якщо до шарнірного чотириланковика додати структурну групу другого класу другого виду, то одержимо новий механізм, вихідна ланка якого рухається зворотно – поступально (рис. 1.12). Його формула будови має вже інший вигляд, .

Рис. 1.12. Структурний синтез механізму з поступальної вихідною ланкою

Кожен важільний механізм класифікується за номером, який дорівнює найбільшому номеру структурної групи з його складу. У кожному з двох розглянутих прикладів (рис. 1.11 і 1.12) механізм має другий клас. Наступний рисунок дає уяву про утворення механізму третього класу (рис. 1.13) за формулою побудови .

Необхідність у визначенні класу механізмів пояснюється перш за все тим, що належність механізму до того або іншого класу визначає методи його кінематичного і динамічного досліджень. Тому перед проведенням відповідних досліджень наданого механізму визначається його клас. З цією метою виконується структурний аналіз. На відміну від структурного синтезу аналіз виконується у зворотному напрямку.

Рис. 1.13. Структурний синтез механізму третього класу

Визначимо клас механізму на конкретному прикладі.

Приклад 1.3. Виконати структурний аналіз механізму Дизеля, наданого у прикладі 1.1. Початкова ланка вказана на схемі стрілкою. Написати формулу будови, за якою визначити клас механізму.