Структурные группы для плоских рычажных механизмов

Условие их существования описывается формулой

W = 3n – 2P₅ = 0.

Так как n и P₅ – целые числа, то количество звеньев - кратно 2, то есть чётно, а количество кинематических пар в них – кратно 3.

Примеры структурных групп приведены на рис. 3.

– двухповодковая структурная группа 2 кл.

– структурная группа 2 кл.

– структурная группа 3 кл.

– структурная группа 4 кл.

– механизм 1 кл. (начальный механизм).

Рис. 3. Примеры структурных групп

При добавлении к механизму 1-го класса различных структурных групп можно получить механизм, состоящий из одной или нескольких структурных групп и механизма 1-го класса.

Механизмам присваивается определённый класс, соответствующий наивысшему классу входящих в него структурных групп. Примеры механизмов различных классов приведены на рис. 4.

Не путать класс механизма, класс структурной группы и класс кинематической пары!

Не путать класс механизма, класс структурной группы и класс кинематической пары!

Механизм 2 кл. Механизм 3 кл. Механизм 4 кл.

Рис. 4. Механизмы различных классов

Порядок структурной группы равен числу свободных кинематических пар, которыми группа присоединяется к более простому механизму:

– структурная группа 2 кл., 2 порядка

(все структурные группы 2 кл. имеют 2 порядок)

– структурная группа 3 кл., 3порядка

– структурная группа 4 кл., 2 порядка

Наиболее распространённые структурные группы 2 класса подразделяются на 5 видов (модификаций):

Кинематическая схема структурной группы	Механизм, содержащий такую структурную группу

Здесь цифрами обозначено:

1 – ведущее звено; 2 и 3 – звенья, образующие структурную группу.

Для определения класса механизма его расчленяют на структурные группы, начиная с конца механизма. За начало механизма принимают ведущее звено (начальный механизм).

От конца механизма отделяются поочерёдно простейшие структурные группы до тех пор, пока не останется лишь механизм 1-го класса (начальный механизм). Начальных механизмов может быть несколько. Их количество соответствует величине W, которая также показывает, сколько ведущих звеньев должно быть в механизме.

Класс механизма, как было указано выше, определяется по наивысшему классу входящих в него структурных групп.

Пример расчленения рычажного механизма на структурные группы показан на рисунке 5. Предварительно вычисляют степень подвижности механизма W по формуле

W = 3n – 2P₅ – P₄.

В данном случае W = 1, а это значит, что в механизме должны быть одно ведущее звено и, соответственно, один начальный механизм.

Начальный 2 кл., 1 вид 2кл., 2 вид

механизм 1 кл.

Рис. 5. Расчленение механизма на структурные группы

Избыточные связи

В некоторых случаях при проектировании механизмов для повышения жёсткости конструкции, улучшения условий передачи сил и т.д. вводятся так называемые избыточные (пассивные) связи (дополнительные звенья) (рис. 6).

В этом случае степень подвижности механизма вычисляется по формуле

W = 3n – 2P₅ – q,

где q – количество избыточных (пассивных) связей.

избыточная (пассивная) связь

Рис. 6. Механизм с избыточной связью