4 .4. Механизм как совокупность элементарных механизмов

В

Рис. 4.8. Схема образования составного механизма путем последовательного соединения элементарных механизмов:

а, б – элементарные механизмы;

в – составной механизм

соответствии с третьим подходом механизм рассматривается как элементарный или как составной, состоящий из нескольких элементарных механизмов. Элементарным называют механизм, кинематическую цепь которого нельзя расчленить на части так, чтобы каждая часть сохранила свои основные механические свойства.

К улисный (рис. 4.8, а) и коромыслово-ползунный (рис. 4.8, б) механизмы являются элементарными, так как каждый из них нельзя расчленить на два самостоятельных механизма. Если выходное звено (кулису 3) первого механизма жестко соединить с входным звеном (коромыслом 3) второго механизма, то получится составной кулисный механизм поперечно-строгального станка (рис. 4.8, в), предназначенный для перемещения рабочего органа – суппорта (ползуна 5). Любой многоступенчатый редуктор можно разделить на отдельные ступени, не нарушая свойств (передаточного отношения) каждой ступени, следовательно, каждая ступень является элементарным механизмом, а многоступенчатый редуктор – составным.

Что происходит со звеньями и кинематическими парами при жестком соединении механизмов?

Число степеней свободы W составного механизма, образованного жестким соединением элементарных механизмов, можно подсчитать по формуле

_m

W = Σ W_i – J , (8)

ⁱ⁼¹

где W_i – число степеней свободы i-го элементарного механизма; m – число элементарных механизмов; J–число жестких соединений элементарных механизмов.

Например, для механизма поперечно-строгального станка (рис.4.8, в) m = 2, W₁ = W₂ = 1, J = 1, W = 1+1–1 = 1

Последовательным соединением механизмов называют совокупность механизмов, в которой выходное звено первого механизма соединено с входным звеном второго (рис. 4.8). Параллельным соединением механизмов н азывают совокупность механизмов, в которой все входные или все выходные звенья механизмов взаимосвязаны. В жестком парал- лельном соединении сливаются в одно входные или выходные звенья э

Рис. 4.9. Схемы составного (а) и элементарных (б, в) механизмов

лементарных механизмов, например, механизм двухцилиндрового горизонтального ДВС (рис.4.9,а) можно представить как параллельное соединение двух кривошипно-ползунных м еханизмов (рис. 4.8, б, в) путем слияния двух выходных звеньев (кривошипов) в одно. Параллельное соединение механизмов, в котором входные звенья соединены между собой и выходные звенья также соединены между собой, называют замкнутым соединением механизмов. К такому типу соединения относится зубчато-рычажный механизм (рис.4.10), в котором входные звенья зубчатого и рычажного механизмов сливаются в одно звено 1 и выходные звенья также сливаются в одно звено 3.

В чем принципиальное различие с точки зрения структуры между структурной моделью третьего уровня и остальными моделями?

П

Рис. 4.10. Схема зубчато-рычажного механизма

редставление механизма составным позволяет существенно упростить его проектирование и исследование, так как число элементарных механизмов ограничено (табл.4.3), их свойства изучены и для большинства из них разработаны эффектив-ные методы анализа и синтеза.

О бобщенная структурная схема составного механизма (рис.4.11) отражает количество, вид и способ соединения элементарных механизмов и является графической формой структурной модели.

В

Рис. 4.11. Обобщенные структурные схемы механизмов

некоторых случаях удобно представлять механизм состоящим из элементарного механизма и присоединенной к нему структурной группы, например, кулисный механизм поперечно-строгального станка (рис. 4.8, в) можно рассматривать как совокупность кулисного механизма (рис. 4.8, а) и группы Ассура II₂(4,5). В этом случае число основных степеней свободы сложного механизма совпадает с числом основных степеней свободы элементарного.

Читатель - Существуют ли другие структурные модели механизма?

Автор - Да, и одну из них мы уже неоднократно применяли.

Читатель - ???

А втор - Механизм можно представить состоящим из двух подсистем: системы звеньев и системы связей, установленных между звеньями. Такие модели в последние годы используются для математического моделирования динамических процессов в механизмах.