Lapos mechanizmusok szerkezeti szintézise. Mechanizmusok szerkezeti elemzése Kinematikai párok és osztályozásuk

3. A MECHANIZMUS SZERKEZETI ELEMZÉSE ÉS SZINTÉZISE

A szerkezeti elemzés célja a mechanizmus szerkezetének tanulmányozása, mobilitási fokának és osztályának meghatározása.

3.1. Kinematikai párok és osztályozásuk

Tekintsük a kinematikai párok főbb típusait és szimbólumait (3.1. ábra) /11/.

Rizs. 3.1 Kinematikai párok és szimbólumaik

A kinematikai párok osztályozásának jelei lehetnek: a kapcsolódási feltételek száma és a kapcsolatok kapcsolatának jellege.

Az összes kinematikai pár osztályokba van osztva a kapcsolatok relatív mozgására vonatkozó korlátozások számától függően, amelyek

Fejlesztő: Korchagin P.A.

szerepelnek ezekben a párokban. Ezeket a korlátozásokat kommunikációs feltételeknek nevezzük

	kinematikai párok /6/.
	Tömör test (3.2. ábra) in
	tér			6 fok
	A kinematikai pár megköveteli
	állandó	kapcsolatba lépni
				előírja
	korlátozások (kommunikációs feltételek) rájuk
	forgalom. Kommunikációs feltételek száma
	jelöljük			lehet	Rizs. 3.2 Lehetséges mozgások
	egyenlő 1-től 5-ig.		Következésképpen,

egy kinematikus pár relatív mozgásban lévő láncszemének H szabadságfokainak száma /1/

Az egyenlőségből következik, hogy egy kinematikai pár relatív mozgásban lévő láncszemének H szabadságfokainak száma 1 és 5 között változhat. Nem létezhet olyan kinematikai pár, amely ne írna elő semmilyen kapcsolatot, mivel ez ellentmond a kinematika definíciójának. pár. De nem létezhet olyan kinematikai pár, amely ötnél több kötést ír elő, mivel ebben az esetben a kinematikus párban szereplő mindkét láncszem egymáshoz képest rögzül, azaz. nem két, hanem egy testet alkotott volna /6/.

A kinematikai pár osztálya megegyezik a kinematikai pár egyes láncszemeinek relatív mozgására vonatkozó kapcsolódási feltételek számával /6/.

A linkek érintkezésének jellege szerint a kinematikai párokat két csoportra osztjuk: magasabbra és alacsonyabbra /1/.

A legalacsonyabb az a kinematikai pár, amely láncszemeinek elemeinek csak a felület mentén történő érintésével, a legmagasabb, a láncszemeinek csak egy vonal mentén vagy pontokban történő érintésével készül. Az alsó párokban geometriai záródás figyelhető meg. Magasabb párokban - erő - rugóval vagy súllyal /1/.

Forgó pár(3.1. ábra, a) - egyszeresen mozgó, csak a tengely körüli kapcsolatok relatív forgómozgását teszi lehetővé. Az 1-es és 2-es láncszemek a hengeres felület mentén érintkeznek, ezért ez a legalacsonyabb, geometriailag zárt pár /11/.

Fordító pár(3.1. ábra, b) - egyszeresen mozgó, csak a linkek relatív transzlációs mozgását teszi lehetővé. Az 1-es és 2-es linkek érintik a felületet, ezért ez a legalacsonyabb pár, geometriailag zárva /11/.

Fejlesztő: Korchagin P.A.

Hengeres pár(3.1. ábra, c) - kétmozgású, lehetővé teszi a láncszemek független forgó és transzlációs relatív mozgását. Az 1-es és 2-es láncszemek a hengeres felület mentén érintkeznek, ezért ez a legalacsonyabb, geometriailag zárt pár /11/.

gömb alakú pár(3.1. ábra, d) - három mozgatható, lehetővé teszi a láncszemek három független relatív elforgatását. Az 1-es és 2-es linkek gömbfelületet érintenek, ezért ez a legalacsonyabb, geometriailag zárt pár /11/.

Példák négy és öt mozgó párokra és szimbólumaikra az ábrán láthatók. 3.1, e, f. A lehetséges független mozgásokat (forgó és transzlációs) /11/ nyilak mutatják.

Az alsók kopásállóbbak, mert. az érintkezési felület nagyobb, ezért az alacsonyabb párokban azonos erőátvitel kisebb fajlagos nyomáson és kisebb érintkezési feszültségeknél megy végbe, mint a nagyobbaknál. A kopás arányos a fajlagos nyomással, így az alsó párok láncszemeinek elemei lassabban kopnak, mint a magasabbak /11/.

3.2 Kinematikai lánc

kinematikus lánc kinematikai párokat alkotó kapcsolatrendszernek nevezzük /6/.

A kinematikai láncok lehetnek: laposak és térbeliek, nyitottak és zártak, egyszerűek és összetettek /1/.

Térláncnak nevezzük azt a láncot, amelyben a láncszemek pontjai nem síkbeli vagy egymást metsző síkban elhelyezkedő pályákat írnak le /1/.

Nyitott láncnak nevezzük azt a láncot, amelyben csak egy kinematikai párban vannak láncszemek (3.3. ábra, a) / 1 /.

A zárt láncot láncnak nevezzük, amelynek minden egyes láncszeme legalább két kinematikai párban szerepel (3.3. ábra, a, b) / 1 /.

Rizs. 3.3 Kinematikai láncok a) - nyitott egyszerű; b - zárt egyszerű; c) - zárt komplexum

Egy egyszerű lánc - amelyben minden láncszem legfeljebb két kinematikai párban található (3.3. ábra, a, b).

Fejlesztő: Korchagin P.A.

Komplex lánc - amelyben legalább egy láncszem van több mint két kinematikai párban (3.3. ábra, c) / 1 /.

3.3 Mechanikai rendszer szabadságfokainak száma. A mechanizmus mozgásának mértéke. Szerkezeti képletek

A szabadságfokok száma mechanikus rendszer a rendszer elemeinek egymástól független lehetséges elmozdulásának száma /1, 4/.

A rendszernek (3.5. ábra) 1 kapcsolathoz képest két független lehetséges elmozdulása van, azaz. a mechanikus rendszernek 2 szabadságfoka van

	Fokozat			mobilitás
	gépezet		hívott
	fokon				gépezet
	viszonylag		link érkezett 2
	a fix /1/.
	Készítsünk képleteket a számításhoz
	mobilitás foka				gépezet,
		hívott		szerkezeti
	képletek.
			térbeli
	gépezet				Mobil

kinematikai párok. Ráadásul az ötödik osztály párjainak száma p5, a negyedik osztály p4, a harmadik p3, a második p2, az első p1 /1/.

A független n hivatkozások szabadságfokainak száma /1/:

A kinematikai párok korlátozásokat (kapcsolati feltételeket) írnak elő. Az I. osztály minden párja. - egy csatlakozási feltétel, II. - két kommunikációs feltétel stb. /egy/

Ennek a képletnek az alkalmazása csak akkor lehetséges, ha nem szabnak általános további feltételeket a mechanizmust alkotó láncszemek mozgására vonatkozóan.

Fejlesztő: Korchagin P.A.

Ha a mechanizmus egészének összes láncszemének mozgására három általános korlátozás vonatkozik, pl. lapos mechanizmusnak tekinthető tehát

3.4 A mechanizmus általános koordinátái. Kezdeti linkek

A mechanizmus mozgékonyságának mértéke egyben a láncszemek független koordinátáinak száma is, amelyet be kell állítani ahhoz, hogy a mechanizmus összes láncszeme jól meghatározott mozgást végezzen.

Általánosított mechanizmuskoordináták egymástól független koordinátáknak nevezzük, amelyek meghatározzák a mechanizmus összes láncszemének az állványhoz viszonyított helyzetét /11/.

a kezdeti link egy linket hívunk meg, amelyhez a /11/ mechanizmus egy vagy több általánosított koordinátája van hozzárendelve.

A kezdeti kapcsolathoz olyat választunk, amely leegyszerűsíti a mechanizmus további elemzését, miközben nem mindig esik egybe a bemeneti kapcsolattal. A kezdeti linkhez bizonyos esetekben kényelmes a /11/ hajtókar kiválasztása.

3.5 Extra szabadsági fokok. Passzív kapcsolatok

A mechanizmusok mozgásának jellegét aktívan befolyásoló láncszemek és kapcsolatok szabadsági fokain kívül olyan szabadsági fokokat és kapcsolódási feltételeket is tartalmazhatnak, amelyek semmilyen hatással nincsenek a mechanizmus egészének mozgásának jellegére. A láncszemek és kinematikai párok eltávolítása a mechanizmusokból, amelyekhez ezek a szabadságfokok és a kapcsolódási feltételek tartoznak, a mechanizmus egészének mozgásának általános jellegének megváltoztatása nélkül végezhető el. Az ilyen szabadsági fokokat feleslegesnek nevezzük, és a kötések passzívak.

A passzív vagy redundáns linkeket linkfeltételeknek nevezzük, amelyek nem befolyásolják a mechanizmus mozgásának jellegét /6/.

Egyes esetekben passzív összeköttetésekre van szükség a mozgásbiztonság érdekében: például egy csuklós paralelogramma (3.6. ábra), amely áthalad a véghelyzetén, amikor az összes láncszem tengelye ugyanazon az egyenesen van, átválthat antiparallelogramma; ennek megakadályozására az AB és CD hajtókarok passzív csatlakozással vannak összekapcsolva - a második EF hajtórúddal. Más esetekben a passzív csatlakozások növelik a rendszer merevségét, megszüntetik vagy csökkentik a deformációk hatását

Fejlesztő: Korchagin P.A.

a mechanizmus mozgása, javítja a mechanizmus láncszemeire ható erők eloszlását stb. /6/.

Rizs. 3.6 A paralelogramma mechanizmusának kinematikai sémája

Extra szabadságfokok azok a szabadságfokok, amelyek nem befolyásolják a mechanizmus mozgástörvényét /6/.

Könnyen elképzelhető, hogy egy kerek görgő (lásd a 3.6. ábrát) szabadon foroghat a tengelye körül anélkül, hogy befolyásolná a mechanizmus egészének mozgását. Így a henger forgatási lehetősége extra szabadságfokot jelent. A görgő egy szerkezeti elem, amelyet az ellenállás, a súrlódási erők és a láncszemek kopásának csökkentésére vezettek be. A mechanizmus kinematikája nem változik, ha a görgőt eltávolítjuk, és a tolót közvetlenül a CD-linkhez csatlakoztatjuk egy IV. osztályú kinematikai párba (lásd 3.6. ábra, b) /6/.

Ha ismert a lapos szerkezet szabadságfokainak száma, akkor a q többletkötések száma lapos szerkezetre a /11/ képlettel kereshető meg.

i=1

A szerkezeti képletek nem tartalmazzák az egységméreteket, ezért a szerkezeti elemzésben (bizonyos határokon belül) tetszőlegesnek tekinthetők.

Ha nincsenek redundáns kapcsolatok (q=0), akkor a mechanizmus összeszerelése a láncszemek deformációja nélkül történik, az utóbbiak önbeállónak tűnnek, és a mechanizmusokat önbeállítónak nevezzük. Ha redundáns csatlakozások vannak (q > 0), akkor a mechanizmus összeszerelése és láncszemeinek mozgása csak az utóbbiak deformálódása esetén válik lehetségessé /11/.

A (3.6) − (3.8) képletek szerint a meglévő mechanizmusok és az új mechanizmusok szerkezeti sémáinak szerkezeti elemzése történik /11/.

Fejlesztő: Korchagin P.A.

3.6 A redundáns kapcsolatok hatása a teljesítményre

és gép megbízhatósága

Amint fentebb megjegyeztük, felesleges láncszemek (q > 0) jelenlétében a mechanizmus nem szerelhető össze a láncszemek deformációja nélkül. Az ilyen mechanizmusok nagy pontosságú gyártást igényelnek. Ellenkező esetben az összeszerelés során a mechanizmus láncszemei ​​deformálódnak, ami a kinematikai párok és láncszemek jelentős többleterővel történő terhelését okozza. A túlzott csatlakozásokkal rendelkező mechanizmusok gyártásának nem megfelelő pontossága esetén a kinematikus párok súrlódása jelentősen megnőhet, és a láncszemek elakadásához vezethet. Ebből a szempontból tehát a redundáns láncszemek a mechanizmusban nem kívánatosak /11/.

Számos esetben azonban szükség van statikailag határozatlan, redundáns kényszerű mechanizmusok tudatos tervezésére és gyártására, hogy biztosítsák a rendszer szükséges szilárdságát és merevségét, különösen nagy erők átvitelekor /11/.

Például egy négyhengeres motor főtengelye (3.7. ábra) egy mozgó forgópárt alkot A csapággyal. Ennek az egy szabadságfokú (W=1) mechanizmusnak a kinematikája szempontjából ez teljesen elegendő. Tekintettel azonban a tengely nagy hosszára és a főtengelyt terhelő jelentős erőkre, még két A és A csapágyat kell hozzáadni, különben a rendszer működésképtelenné válik.

elégtelen szilárdság és merevség miatt.
		forgó
két mozgatható		akkor hengeres
az öt fő link mellett lesz
kiszabott	4×	2 = 8 további					DE'				DE"
(újra)linkek. kellene
nagy gyártási precizitás
az összes támasz egyvonalának biztosítása,

deformálódhat, és elfogadhatatlanul nagy feszültségek léphetnek fel a csapágy anyagában /11/.

A gépek tervezésénél törekedni kell a redundáns csatlakozások kiküszöbölésére, vagy a minimálisra való csökkentésére, ha teljes megszüntetésük a tervezés bonyolultsága vagy egyéb okok miatt veszteségesnek bizonyul. Általános esetben az optimális megoldást kell keresni, figyelembe véve a szükséges technológiai eszközök rendelkezésre állását, a gyártás költségét, a szükséges

Fejlesztő: Korchagin P.A.

a gép élettartama és megbízhatósága. Ezért ez egy nagyon nehéz optimalizálási probléma minden konkrét esetben /11/.

3.7 A lapos mechanizmusok szerkezeti besorolása Assur-Artobolevsky szerint

Jelenleg a lapos mechanizmusokat használják legszélesebb körben az iparban. Ezért nézzük meg szerkezeti osztályozásuk elvét. /6/.

A kinematikai és kinetosztatikus elemzés modern módszerei, és nagymértékben a mechanizmusok szintézisének módszerei a szerkezeti osztályozásukhoz kapcsolódnak. Az Assur Artobolevsky szerkezeti besorolása az egyik legracionálisabb besorolása az alsó páros lapos emelőkaros mechanizmusoknak. Ennek az osztályozásnak az az előnye, hogy a mechanizmusok kinematikai, kinetosztatikus és dinamikus vizsgálatának módszerei elválaszthatatlanul kapcsolódnak hozzá /6/.

Assur azt javasolta (1914-18), hogy minden alsó párral rendelkező lapos mechanizmust a kezdeti mechanizmus és számos, nulla fokú mobilitású kinematikai lánc kombinációjaként tekintsenek /1, 6/.

Kezdeti (vagy kezdeti) mechanizmus (3.8. ábra) a kezdeti linkek és állványok halmazának nevezzük. /6/.

Az Assur-csoport (3.9. ábra, a) vagy a szerkezeti csoport egy kinematikai lánc, amelynek szabadságfokainak száma nulla, külső párjai elemeihez viszonyítva, és a csoport nem bomlik fel egyszerűbb kinematikai láncokra. amelyek eleget tesznek ennek a feltételnek. Ha egy ilyen szétesés lehetséges, akkor egy ilyen kinematikai lánc több Assur csoportból áll /L.3/.

Fejlesztő: Korchagin P.A.

ábrán A 3.9, b azt a kinematikai láncot mutatja, amelynek mobilitási foka egyenlő

W=3 n − 2 p5 =3 4 − 2 6=0

De ennek ellenére ez a lánc nem egy Assur csoport, mivel két csoportra oszlik (vékony vonallal kiemelve), amelyek mobilitási foka szintén nulla.

A mobilitás mértéke gr. Az assura egyenlő:

	W=3 n − 2 p5 =0
	p 5 =

A (3.11) képletből látható, hogy n csak kettő egész számú többszöröse lehet, mivel a p5 kinematikai párok száma

egész szám. Akkor			összeállít				meghatározó
kinematikai párok és kapcsolatok száma az Assur csoportban /1/
							3.1. táblázat
	Linkek száma
	A kinematikai párok száma

Artobolevszkij javaslata szerint az osztály és a rend /1/ szerkezeti csoportokhoz van rendelve.

Assura osztály egyenlő a belső kinematikai párok által alkotott legösszetettebb zárt hurokba tartozó kinematikai párok számával /1/.

Az Assur csoport rendelése egyenlő a kinematikai párok szabad elemeinek számával /1/.

A mechanizmus osztálya megegyezik az Assur csoport legmagasabb osztályával, amely annak része /1/.

Az eredeti mechanizmus (lásd a 3.8. ábrát) az első osztályba tartozik. A 3.1 táblázat első oszlopa a gr. Assura II osztály; második -

III osztály stb. Az Assur-csoportok példái az ábrán láthatók. 3.10.

Fejlesztő: Korchagin P.A.

Rizs. 3.10 Assur csoportok:

a) - II. osztály, 2. rend; b) – III. osztály 3. rend; c) – III osztály 4. rend;

d) – IV osztály 4. rend

A (3.11) feltételt kielégítő hivatkozások és párok számának legegyszerűbb kombinációja n=2, p5 =3 lesz. Azt a csoportot, amelynek két láncszeme és három pár V. osztálya van, a másodrendű második osztály II. csoportjának vagy kétvezetős csoportnak nevezzük. A kétvezetős csoportok öt típusba sorolhatók (3.2. táblázat). Két elvezetéses csoport három transzlációs párral nem lehetséges, mivel a rackhez rögzítve nincs zéró mobilitása és mozoghat /6/.

3.8 Példa egy síkbeli mechanizmus szerkezeti elemzésére

ábrán látható összegző mechanizmus szerkezeti elemzését végezzük el. 3.11.

A szerkezeti elemzés sorrendje:

1. Határozza meg és szüntesse meg a szükségtelen szabadsági fokokat és passzív kapcsolatokat (jelen esetben a görgők forgását)

Fejlesztő: Korchagin P.A.

1. A síkkaros mechanizmus szerkezeti és kinematikai vizsgálata

1.1 A mechanizmus szerkezeti elemzése

1.1.1 A hivatkozások neve és száma

Adott a mechanizmus blokkvázlata. A mechanizmust úgy tervezték, hogy az 1 hajtókar forgó mozgását az 5 csúszka oda-vissza mozgásává alakítsa.

Ennél a forgattyús-csúszkás mechanizmusnál (a grafikai feladat 1 lapján látható) a linkek neve és száma az 1. táblázatban található.

Asztal 1

1.1.2 Kinematikai párok és osztályozásuk

Ehhez a forgattyús-csúszka mechanizmushoz a kinematikai párokat és azok besorolását a 2. táblázat mutatja.

2. táblázat

Összes link 6 ebből mobil n=5

1.1.3 A mechanizmus mozgási foka

A forgattyús-csúszka mechanizmus szabadságfokainak (szabadságfokának) számát a P.L. képlet határozza meg. Csebisev:

ahol n a mechanizmus mozgó láncszemeinek száma;

P 1 az egyszeresen mozgó kinematikai párok száma.

Mert W=1 a mechanizmusnak egy vezető láncszeme van, és ez a link az 1. számú.

1.1.4 A mechanizmus szerkezeti csoportokra bontása (Assur csoportok)

A forgattyús-csúszkás mechanizmus szerkezeti csoportokra (Assur-csoportokra) való felbomlását a 3. táblázat mutatja.

3. táblázat

Csoport	csoportvázlat	A csoportot alkotó linkek	CP a csoportban		A mobilitás mértéke	Osztály, sorrend, csoportmódosítás
			belső	külső
Vezető csoport	Körülbelül 1 A	1–0	Körülbelül 1	DE	W=1	1 osztály 1 nézet.
Assura csoport	Körülbelül 2 AB	2–3	B3 (2–3)	A (2–1) O 2 (0–3)	W=1	II osztály., 2 alkalom., 3 mod.
Assura csoport	Körülbelül 3 DC	4–5	D4 (4–5)	C (2–4) D 5 (0–5)	W=1	II osztály., 2 alkalom., 2 mod.

1.1.5 A mechanizmus szerkezeti képlete (összeszerelési sorrend)

Az 1. osztály 0. és 1. láncszemekből álló 1. típusú mechanizmusához kapcsolódik a II. osztályú Assur csoport, 2. rend, 3. módosítás, amely a 2. és 3. láncszemekből áll. Ehhez a csoporthoz a II. osztályú Assur csoport tartozik. , 2 megrendelés, 2 módosítás, amely a 4-es és 5-ös linkből áll.

1.2 A mechanizmus kinematikai elemzése

Célja: a láncszemek helyzetének és pontjaik pályájának meghatározása, a láncszemek pontjai sebességének és gyorsulásának meghatározása, valamint a láncszemek szögsebességének és szöggyorsulásának meghatározása a vezető adott mozgástörvénye szerint. link.

1.2.1 Grafikus kinematikai elemzési módszer

Ez abból áll, hogy a mechanizmus utolsó láncszemének elmozdulás-, sebesség- és gyorsulási grafikonjait az idő függvényében ábrázoljuk (kinematikai diagramokat készítünk), és meghatározzuk azok valódi értékét.

1.2.1.1 Építési tervek a mechanizmus elhelyezéséhez

A kinematikai elemzés a mechanizmus helyzetének tervrajzának elkészítésével kezdődik. Ehhez tudnia kell:

1) a mechanizmus láncszemeinek méretei, m;

2) a vezető láncszem szögsebességének nagysága és iránya

.

A mechanizmus láncszemeinek méretei:

Válassza ki a hosszléptéktényezőt:

A nulla pozíció az 5 csúszka legalacsonyabb helyzete - az F p.s erő leküzdésének kezdete.

A szerkezet helyzetének felépített terve a kurzusterv grafikus részének 1. sz. lapján található.

A rajzon a mechanizmus linkjeit ábrázoló szegmensek hossza egyenlő lesz:

1.2.1.2 Eltolási diagram készítése

Az ötödik láncszem elmozdulási diagramja a mozgás törvényének grafikus ábrázolása.

Megrajzoljuk a koordinátatengelyeket (grafikus rész, 1. sz. lap). Az abszcissza tengelyen félreteszünk egy szakaszt

, amely egy skálán reprezentálja egy periódus T(s) idejét (a kimeneti kapcsolat egy teljes fordulatának idejét):

Időskálázási tényező:

Elhalasztjuk a kimeneti hivatkozás mozgását az ordináta tengelye mentén, vegyük nullának - a csúszka legalacsonyabb helyzetének. A léptéktényező a következő lesz:

Az elkészített diagram a kurzusterv grafikus részének 1. sz. lapján található.

1.2.1.3 Sebességdiagram készítése

A sebességdiagram felépítése a forgási szögdiagram grafikus differenciálásának módszerével (húrok módszerével) történik.

H 1 \u003d 25 mm - a távolság a grafikus megkülönböztetés pólusától (P 1).

A szögsebesség diagram skálázási tényezője:

Az elkészített sebességdiagram a kurzusterv grafikus részének 1. sz. lapján található.

1.2.1.4 Gyorsulási diagram készítése

A gyorsulási diagram felépítése a szögsebesség diagram grafikus differenciálásának módszerével történik.

H 2 \u003d 15 mm - a távolság a grafikus megkülönböztetés pólusától (P 2).

Szöggyorsulási diagram skálázási tényezője:

Az elkészített gyorsulási diagram a kurzusterv grafikus részének 1. sz. lapján található.

Az elmozdulás, a sebesség és a gyorsulás valós értékeit a 4. összefoglaló táblázat mutatja.

4. táblázat

Pozíció sz.	l, m	v, Kisasszony	a, m/s 2
0	0,00	0,00	14,56
1	0,07	1,02	6,48
2	0,15	0,99	-1,38
3	0,22	0,88	-0,63
4	0,29	0,92	1,64
5	0,36	1,11	2,97
6	0,46	1,33	1,95
7	0,56	1,34	-3,19
8	0,65	0,59	-28,31
9	0,62	-2,69	-35,90
10	0,29	-4,53	0,94
11	0,02	-1,20	19,41

1.2.2 A kinematikai elemzés gráf-analitikai módszere

1.2.2.1 Sebességterv készítése

Kiinduló adatok:

Meghajtókar szögsebesség

1. Az A 1 pont abszolút sebessége az 1 vezető láncszem végén

2. Léptéktényező:

Az A pont sebességvektorának hossza.

Szerkezeti szintézis és mechanizmuselemzés

A mechanizmusok fő típusai

A kinematikai, szerkezeti és funkcionális tulajdonságok alapján a mechanizmusok a következőkre oszthatók:

1. Kar(2. ábra a, b) - úgy tervezték, hogy a bemeneti kapcsolat forgó mozgását a kimeneti kapcsolat oda-vissza mozgásává alakítsa. Nagy erőt és erőt tudnak továbbítani.

2. Cam(2. ábra c, d) - úgy tervezték, hogy a bemeneti kapcsolat forgó vagy oda-vissza mozgását a kimeneti kapcsolat oda- vagy oda-vissza mozgásává alakítsa. A bütyök és a tolókar profiljainak megfelelő körvonalak megadásával mindig lehetséges a toló mozgásának bármely kívánt törvénye megvalósítani.

3. Fogazott(2. ábra f) - fogaskerekek segítségével kialakítva. A forgás átvitelére szolgál a rögzített és mozgó tengelyek között. A párhuzamos tengelyű fogaskerekek hengeres fogaskerekek, egymást keresztező tengelyekkel - kúpfogaskerekek, kereszttengelyekkel - csiga és csigakerék segítségével valósulnak meg.

4. Súrlódás(2. e. ábra) - a mozgás a vezető lengőkartól a hajtotthoz az ezen láncszemek érintkezéséből adódó súrlódási erők miatt továbbítódik.

Egy mechanizmus szerkezeti szintézisét általában egy mechanizmus szerkezeti diagramjának megtervezésének nevezik, amely rögzített és mozgatható láncszemekből és kinematikus párokból áll. Ez egy olyan mechanizmus diagramjának elkészítésének kezdeti szakasza, amely megfelel az adott feltételeknek. A kiindulási adatok általában a mechanizmus hajtó- és munkalencséinek mozgástípusai, a forgástengelyek egymáshoz viszonyított helyzete és a láncszemek transzlációs mozgásának iránya, szög- és lineáris mozgásaik, sebességei és gyorsulásai. A szerkezeti séma megtalálásának legkényelmesebb módja az Assur strukturális csoportjainak egy vezető lánchoz vagy fő mechanizmushoz való csatlakoztatása.

A mechanizmus szerkezeti elemzése alatt szokás érteni a láncszemek és kinematikai párok számának meghatározását, a mechanizmus mobilitási fokának meghatározását, valamint a mechanizmus osztályának és sorrendjének megállapítását.

A térbeli mechanizmus mobilitási fokát a Somov-Malyshev képlet határozza meg:

W = 6n-(5P 1 + 4P 2 + 3P 3 + 2P 4 + P 5) (1)

ahol R 1, R 2, R 3, R 4, P 5 - az egy-, két-, három-, négy- és ötmozgó kinematikai párok száma; n a mozgó linkek száma.

A lapos mechanizmus mobilitási fokát a Csebisev-képlet határozza meg:

W = 3n-2P H - P B (2)

ahol rn az alacsonyabb, és P in a magasabb kinematikai párok száma.

Példaként vegyünk egy négylengőkaros robotpilóta kormánymechanizmust (3.3. ábra): az 1. és 2. láncszemek a negyedik osztályba tartozó hengerpárt alkotják, amelynek két szabadságfoka van; a 2-3 és 4-1 láncszemek az ötödik osztályba tartozó forgópárokat alkotják, amelyek egy szabadságfokkal rendelkeznek; a 3-4 linkek egy harmadik osztályú labdapárt alkotnak, három szabadságfokkal; akkor a mozgó linkek száma három

W=6 3-2 5-1 4-1 3=1

Ennek a mechanizmusnak a mobilitási foka 1.

Egy kinematikai láncot, amelynek szabadságfokainak száma a külső kinematikai párjaihoz képest nulla, Assur szerkezeti csoportnak nevezzük, amely L. V. nevéhez fűződik. Assur volt az első, aki alapjaiban vizsgálta meg és javasolta a lapos rudas mechanizmusok szerkezeti osztályozását. ábra egy lapos hatlengőkaros mechanizmus kialakítására mutat példát. négy.

A szerkezeti csoportok osztályok szerint vannak felosztva és rendeljen. A csoport osztályát az egy linkben található kinematikai párok maximális száma határozza meg (5. ábra).

A csoport sorrendjét az határozza meg, hogy a csoport hány elemmel kapcsolódik a fő mechanizmushoz (6. ábra).

A mechanizmus osztálya és sorrendje attól függ, hogy melyik link a vezető.

Alkalmazási területüktől vagy funkcionális céljuktól függetlenül ugyanazokkal a kutatási módszerekkel rendelkeznek.

Tudni kell, hogy mi az a strukturális csoport (Assur csoport), hogyan határozzák meg az osztályát, sorrendjét, típusát. Célszerű megjegyezni egy táblázatot, amely az ötödik osztály linkjeinek és kinematikai párjainak kombinációját mutatja egy csoportban:

n csoport	2	4	6	8	…
P 5 csoport	3	6	9	12	…

A probléma megoldása a mechanizmus mögött meghúzódó kinematikai lánc szabadságfokainak számának meghatározásával kezdődik. A szabadsági fokok számának megfelelően hozzárendelődik a kezdeti láncszemek (vagy bemeneti láncszemek) száma, amely után a lánc mechanizmussá válik.

Az egyes Assur-csoportokhoz való csatlakozás után létre kell hozni egy köztes mechanizmust, a megadott számú szabadságfokkal. Az utolsó csoport rögzítése után az eredetileg megadott mechanizmust kell beszerezni.

Ügyeljen arra, hogy a mechanizmus osztályát (és így a megoldási módszereket) nemcsak a mechanizmus séma határozza meg, hanem az is, hogy melyik linket veszik bemenetként. Ugyanazzal a sémával, de különböző bemeneti kapcsolatokkal különböző osztályú mechanizmusok érhetők el, ezért a vizsgálati módszerek eltérőek lesznek.

Azt is meg kell jegyezni, hogy a zárt hurkú mechanizmus jelenléte az áramkörben nem határozza meg a mechanizmus osztályát, mivel Assur csoportokra osztva ezek a kontúrok felszakadhatnak. De ha az Assur csoportban megmarad valamilyen kontúr, akkor ez meghatározza ennek a csoportnak az osztályát, és a csoport osztályán keresztül a mechanizmus osztályát.

A mechanizmusokban kettős és bonyolultabb csuklópántok fordulhatnak elő, ezért óvatosnak kell lenni a szabadságfokok számának meghatározásánál, valamint a mechanizmus Assur csoportokra bontásánál.

Tartsa szem előtt a következőket:

• ugyanazzal a sémával különböző mechanizmusokat kaphat a kutatási módszerek tekintetében, ha különböző hivatkozásokat állít be bemenetként;
• Az Assur ugyanazon csoportjaiból különböző, eltérő funkcionális célú mechanizmusokat lehet összeállítani;
• egy strukturális csoport (az Assur-csoport) ugyanazokkal a tulajdonságokkal és kutatási módszerekkel rendelkezik, függetlenül attól, hogy melyik mechanizmusban van. Ez a nagyon fontos tulajdonság lehetővé teszi a kutatási módszerek kidolgozását csak Assur csoportok számára, és nem mindegyik mechanizmusra a hatalmas számból;
• A vizsgált szerkezeti osztályozás nemcsak a meglévő mechanizmusok elemzésére alkalmazható, hanem előre jelezhető tulajdonságokkal rendelkező mechanizmusok célirányos szintézisére is (az Assur csoportok kezdeti vagy kezdeti mechanizmusokhoz való kapcsolásával és azok további rétegezésével).

Ha a mechanizmusnak két szabadsági foka van, akkor két kezdeti linket kell beállítani.

Ha a mechanizmus magasabb IV osztályú kinematikai párokkal rendelkezik, akkor a szerkezet szerkezeti csoportokra bontása előtt szükséges a magasabb párokat alacsonyabb páros láncokra cserélni, mert Az Assur csoportokba csak az V. osztályú párok tartoznak.

A későbbi elemzéshez célszerű összehasonlítani az adott mechanizmus szabadságfokainak számát és a magasabb párok cseréje után kapott mechanizmust.

Lehetnek extra szabadsági fokozatok a mechanizmusban. A szabadságfokok számának meghatározására szolgáló képlet általános esetre ad helyes eredményt, de adott esetben bizonyos méretű hivatkozások esetén a tényleges szabadságfokok száma eltérhet a képlet által meghatározotttól.

Általában egy kerek görgő jelenléte extra szabadságot ad (a saját tengelye körüli forgása további szabadságfokot ad a mechanizmusnak, de ez a mozgás nem befolyásolja a fennmaradó láncszemek és a teljes mechanizmus működésének jellegét, egy egész). Ezért a kezdeti mechanizmusok számát a tényleges szabadsági fokok számának megfelelően kell beállítani (W tényleges = W számított - W felesleges).

A legmagasabb pár cseréjekor a többlet szabadságfok automatikusan eltűnik (ezért a legmagasabb pár cseréje után a szabadságfok számának új számított értéke megegyezik az aktuális szabadságfok számával). Ez kényelmes az extra szabadsági fokok meglétének vagy hiányának megállapításának helyességének ellenőrzésére.

Bizonyos esetekben nehéz meghatározni az Assur-csoportok osztályát, és ennek megfelelően a kinematikai séma szerinti mechanizmust, mivel egyes háromszögek egyenesekké degenerálódnak, a kontúrok oldalai csúszkákkal ábrázolhatók stb. Ennek eredményeként meglehetősen nehéz meghatározni egy zárt kontúr jelenlétét egy csoportban és az oldalak számát. Ebben az esetben célszerű egy mechanizmus (vagy külön csoport) szerkezeti diagramjának felépítését használni.

A blokkdiagram skála nélkül készült, a három kinematikai párba tartozó összes láncszem merev háromszögként, a négy kinematikus párba tartozó link merev négyszögként jelenik meg stb., az összes csúszkát feltételesen zsanérok helyettesítik. Így egy másik mechanizmus jön létre azonos szerkezettel, de vizuálisabb sémával a probléma megoldására. Természetesen a további kutatások során az eredetileg meghatározott mechanizmust veszik figyelembe.

Szerkezeti szintézis és mechanizmuselemzés

Strukturális szintézis A mechanizmus a szerkezeti diagram megtervezéséből áll, amelyet általában olyan mechanizmus diagramként értenek, amely jelzi a rack-et, a mozgó láncszemeket, a kinematikai párok típusait és ezek egymáshoz viszonyított helyzetét.

A mechanizmusok szerkezeti szintézisének módszere, amelyet L. V. Assur orosz tudós javasolt 1914-ben, a következő: a mechanizmusnak

szerkezeti csoportok egy vagy több kezdeti láncszemre és egy állványra rétegezésével jön létre.

Strukturális csoport(Assur csoport) kinematikai láncnak nevezzük, amelynek szabadságfokainak száma nullával egyenlő, miután külső kinematikai párokkal az állványhoz csatlakozik, és amely nem bomlik fel egyszerűbb, ezt a feltételt kielégítő láncokra.

A rétegezés elvét egy 6 lengőkaros emelőszerkezet kialakításának példája szemlélteti (1.3. ábra).

– a hajtókar forgásszöge (általánosított koordináta).

Fontos megjegyezni, hogy az alacsonyabb párokkal rendelkező síkmechanizmusok szerkezeti csoportjainál

, ahol ,

ahol W a szabadságfokok száma; n– mozgó linkek száma; P n az alsó párok száma.

Ezt az arányt a következő kombinációk teljesítik (1.2. táblázat)

Az alsó párok egymozgó párként működnek.

n				…
P n				…

A legegyszerűbb az a szerkezeti csoport, amelyre n= 2 és P n= 3. Általában úgy hívják a második osztály szerkezeti csoportja.

Rendelés szerkezeti csoportját a külső kinematikai párjainak elemszáma határozza meg, amellyel a mechanizmushoz rögzíthető. A második osztály minden csoportja másodrendű.

Strukturális csoportok, amelyek n= 4 és P n\u003d 6, van harmadik vagy negyedik osztály (12.4. ábra)

Osztály szerkezeti csoportot általános esetben a belső kinematikai párok által alkotott zárt hurokban lévő kinematikai párok száma határozza meg.

A mechanizmus osztályát az összetételében szereplő szerkezeti csoport legmagasabb osztálya határozza meg.

Egy mechanizmus kialakulásának sorrendjét a szerkezetének képleteként írják le. A vizsgált példához (12.3. ábra):

másodosztályú mechanizmus. A római számok a szerkezeti csoportok osztályát jelölik, az arab számok pedig azoknak a kapcsolatoknak a számát, amelyekből létrejöttek. Itt mindkét szerkezeti csoport a második osztályba, a második rendbe, az első fajtába tartozik.

Mechanizmusok szerkezeti szintézise és elemzése - fogalmak és típusok. A "Strukturális szintézis és mechanizmusok elemzése" kategória osztályozása és jellemzői 2017, 2018.