Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Прикладная механика. Теория механизмов и машин. Лабораторный практикум
.pdf
тызвеньев–линейныеилиугловые.Звено,которомуприписывается
одна или несколькообобщенных координат, называется начальным.
Определениеположенийвсехзвеньев механизманачинаетсяс определенияположенияначальныхзвеньев. Число степенейсвободымеханизмаравно числу обобщенныхкоординат.Количествоначальных
звеньеввмеханизмеравночислустепенейсвободы.
Рис.2.3.Видыкинематическихцепей
Начальное звено не обязательно является входным.Для плоских
механизмовсцельюупрощенияпроведенияструктурногоанализабудемсчитать,чтоведущимиявляютсявходныезвенья,которыетакже
являются начальными. Тоесть, число ведущих звеньев равно числу
степенейсвободы.Ведущимбудемсчитатьзвено,которомусообщаетсядвижениеотдвигателя,изакондвижениякоторогоизвестен.Все
остальныезвеньядвижутсяопределеннымобразомотносительноведущего.Вмеханизмеможетбытьнескольковедущихзвеньев.Число
ведущихзвеньев определяет число механизмов первогокласса. Механизм1-гокласса–этоведущеезвеноистойка,соединенныепарой
5-гокласса (рис.2.4). Механизмыболее высоких классов образуются присоединениемк механизму1-гокласса кинематических цепей,
21
неизменяющих степени подвижностиисходногомеханизма,тоесть
обладающихнулевойстепенью подвижности. Кинематическая цепь,
имеющаяW=0,называетсягруппойАссура.ЧтобыполучитьW
=0
г
группы,в нейдолжно быть четное числозвеньев ив 1,5раза большепар.Группаимеетпорядокикласс.Порядокгруппыопределяется
числомсвободныхэлементов пар, тоесть имеет всвоем составеоткрытуюцепь (см. рис. 2.3). На рис. 2.4 к свободнымэлементам пар
подведеныштриховые линии, обозначающие возможность дальнейшего присоединения каких-либо звеньев – поводки. Группа может
состоять либо из замкнутого контура, ограниченного со всех сторонзвеньями,либо из простых или сложныхзвеньев.Класс группы
определяетсяпонаивысшемуклассуконтура,входящеговнее.Класс
контураопределяетсячисломкинематическихпар,входящихв него.
Еслигруппанеимеетзамкнутогоконтура,ееклассопределяетсячислом кинематических пар, образованных каждым звеном с другими
звеньями(см.рис.2.4).Наиболеераспространеныгруппы2-гокласса
(рис.2.5).
Рис.2.4.Группыразличныхпорядковиклассов
Класс механизма определяется по наивысшему классу группы,
входящейвнего.
22
Рис.2.5.Видыгрупп2-гокласса:
В–вращательнаяпара;П–поступательнаяпара
1.2. Избыточные связи
Приизготовлениизвеньевнеизбежныпогрешностисистемы«станок– приспособление–инструмент–деталь»,а такжепогрешности
сборки.Всеэтоведеткпоявлениюотклоненийврасположенииосей
кинематическихпариихэлементовв пространстве.Этомогутбыть
отклонения от параллельности, от перпендикулярности, от соосности, от пересечения осей, отклонения наклона. Также и в процессе
эксплуатации машины вследствие деформации звеньев и стойки от
23
приложенныхсилмогут появитьсяотклоненияформы и расположе-
5
0 5 4 3 21
1
6 65432()
i
i
W q n iP n P P P P P
=
−=− =− ++++
∑
нияповерхностейэлементовкинематическихпар.Всеэтоведеткпоявлениювплоскихмеханизмахизбыточныхсвязейq.Поэтомуещена
стадиипроектированияструктурныхсхеммеханизмовмашинынеобходимовыявитьналичиеизбыточныхсвязей, которыемогут снизить
надежностьидолговечностьмашины.
Выявлениечислаизбыточныхсвязейприструктурномсинтезепозволяетещена стадиипроектирования исключитьвозможность разрушения,заклинивания,износаэлементовкинематическихпарвследствиепоявлениядополнительныхсоставляющихреакцийсвязей.
Приструктурноманализе механизм рассматриваютс учетом возможныхотклоненийв расположениизвеньев и элементовкинематическихпар,т.е.используютструктурнуюформулуМалышева(2.1):
.
Выявленныеизбыточныесвязиqмогутоказатьсятождественными
(описыватьсятождественнымиуравнениями),еслиприизготовлении
звеньев будет достигнута идеальная точность. При незначительных
отклоненияхврасположенииэлементовкинематическихпартребуемаяподвижность обеспечиваетсязасчет зазоров междуэлементами
парза счетизносаэлементовнастадииприработкипаризасчетнекоторой деформации звеньев механизма.Во многих случаях принимаются решения об увеличении подвижности кинематических пар,
т.е.оповышенииклассовпар.
Образование механизма рассматривается как последовательное
присоединениегруппызвеньевэлементамиеевнешнихпаркначальнымзвеньям истойкеиликтакимзвеньям,движениекоторыхопределенонезависимоотносительно стойки,т.е.доприсоединенияданнойгруппы.Очевидно,чтоприсоединяемаянаэтихусловияхгруппа
должна иметь нулевую подвижность, т.е. должна образовывать статическиопределимуюформувслучаеееприсоединенияэлементами
внешнихпаркстойке:
= 6nг – (5P5 + 4P4 + 3P3 + 2P2+ P1) ≡0.
W
г
Длягруппыиздвухзвеньевnг=2и(ΣPi)г=3(см.рис.2.5).
24
2. Порядок выполнения работы
1. Изобразить структурную схему плоского механизма в произвольном положении. Длина отрезков, изображающих звенья, выбирается произвольно. Необходимособлюдать заданное расположение
двухзвенныхгрупп.
Рис.2.6.Устранениеизбыточныхсвязей
25
2. Присвоить каждому подвижному звену порядковый номер i
(i=1,2,3,…,n),начинаясвходногозвена,астойкеприсвоитьномер
0или(n+1).
3.Установитьчисловыезначенияn(числоподвижныхзвеньев),P
,P3,…,Pn (числокинематическихпар разной подвижности),PΣ–
P
2
1
общеечислокинематическихпар.Определитьчислопар4-гокласса.
ЕслиP
≠0,заменитьихзвеньямиипарами5-гокласса.
4
4.Указатьнаструктурнойсхеменачальныекинематическиепары
или начальные звенья и обобщенные координаты Q. Минимальное
числообобщенныхкоординатQ=1(φ
10,S10
,S21).
5. Выявить число избыточных связей. При наличии избыточных
связей изменить структурную схему механизма путем преобразования плоского механизма в квазиплоский статически определимый,
т.е. без избыточных связей. Замену одноподвижных пар парами с
большей подвижностью (более высоких классов) можно выполнить
понесколькимвариантам(рис.2.6).
6.Разделитьмеханизмнагруппы.Начинатьвыделятьгруппынужноссамогоудаленногоот ведущегозвена.При выделении групп не
должнооставатьсяодиночныхзвеньев. Такжегруппыдолжнывыделятьсяединственныминеповторимымобразом.
7. Если начальное звено (звенья) и стойка при присоединении
двухзвенной(двухповодковойгруппыАссура)необразуетзамкнутую
кинематическуюцепь,томеханизмимеетболеесложноестроение.
8.Изобразитьструктурнуюсхемуквазиплоского(считающегосяс
некоторымидопущениямиплоским)механизмасобозначениемкинематическихпар и их подвижностей (см.рис. 2.6)и проверить механизмнаотсутствиеизбыточныхсвязейпоформулеМалышева.
9.Начертитьструктурныегруппынулевойподвижностииуказать
порядок их присоединения на структурнойсхеме. На рис. 2.7 и 2.8
даны примеры проведения структурного анализа для двух механизмовщековыхдробилок.
10.Определитьпорядокиклассвыделенныхгрупп.
11.Определитьклассмеханизма.
12.Заполнитьтаблицуструктурымеханизма(табл.2.1и2.2).
,
26
Рис.2.7.Структурныйанализщековойдробилки
наосновекулисногомеханизма
27
Структура щековой дробилки на основе кулисного механизма
Таблица 2.1
Кинематическаясхема
иназваниемеханизма
Механизмщековой
дробилки
Структура механизма щековой дробилки на основе шарнирного
Кинематическаясхема
иназваниемеханизма
Механизмщековой
дробилки
№пары Обозначение
1
2
3
4
5
6
7
№пары
1
2
3
4
5
6
7
Кинематическиепарымеханизма
инаименование
O–вращательная
A–вращательная
B–поступательная
C–вращательная
D–вращательная
E–вращательная
F–вращательная
четырехзвенника
Кинематическиепарымеханизма
Обозначение
инаименование
O–вращательная
A–вращательная
B–вращательная
B’–вращательная
C–вращательная
D–вращательная
F–вращательная
входящиевпару
Звенья,входя-
щиевпару
0,1
1,2
2,3
0,3
3,4
4,5
5,0
Звенья,
0,1
1,2
2,3
2,3;4
0,3
4,5
5,0
Класс
пары
V
V
V
V
V
V
V
Таблица 2.2
Класс
пары
V
V
V
V
V
V
V
28
Рис.2.8.Структурныйанализщековойдробилки
наосновешарнирногочетырехзвенника
Контрольные вопросы
1.Понятиекинематическойцепи.
2.Видыкинематическихцепей.
3.Очемговоритструктурнаяформуламеханизма?
4.Чемплоскиймеханизмотличаетсяотпространственного?
5. По какой формулеопределяется число степеней свободы про-
странственнойкинематическойцепи?
29
6. По какой формулеопределяется число cтепеней свободы пло-
скогомеханизма?
7.Чтоестьизбыточнаясвязь?
8.Чтотакоепассивноезвено?
9.Какизбавитьсяотизбыточныхсвязей?
10.Чтопредставляетсобойстатическинеопределимыймеханизм?
11.ЧтоназываетсягруппойАссура?
12.СкольковгруппеАссураможетбытьзвеньевипар?
13.Чтоестьмеханизм1-гокласса?
14.Скольковузлекинематическихпар?
15.Чтопредставляетсобойконтур?
16.Какопределитьклассконтура?
17.Какопределитьклассгруппы?
18.Какиевидыгрупп2-гоклассавызнаете?
19.Какопределитьпорядокгруппы?
30
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]