ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Механизмы, их структура и число степеней свободы из "Расчет и конструирование точных механизмов " Механизмом является не всякая кинематическая цепь, а только такая, в которой при заданном движении одного или нескольких ведущих звеньев относительно звена стойки), принятого за неподвижное, все остальные ведомые звенья совершают определенное движение. [c.15] Ведущим называется звено, к которому приложены движущая сила или момент сил и закон движения которого считается известным. На схемах механизмов ведущее звено и направление его движения обозначается стрелкой. [c.16] Ведомое звено, совершающее требуемое движение, для осуществления которого предназначен механизм, называется рабочим звеном. [c.16] Структурные и кинематические схемы механизмов. Из теоретической механики известно, что плоское движение тела определяется движением связанного с ним отрезка прямой. Поэтому при кинематическом исследовании механизмов можно не учитывать форму их звеньев. В связи с этим в теории механизмов используются абстрактные схемы механизмов, для составления которых применяются условные изображения звеньев и кинематических пар в соответствии с ЕСКД (ГОСТ 2.770—68). [c.16] Кинематические схемы механизмов отличаются от структурных тем, что размеры и взаимное расположение звеньев и кинематических пар вычерчиваются строго в масштабе при заданном положении ведущего звена. [c.16] На рис. 1.3 показаны структурные схемы плоских механизмов а — измерительного прибора, в — поршневого насоса, г — шарнирного четырехзвенника, д — кулисного механизма, ж — кулачкового механизма, з — передачи зубчатыми колесами, а также схема и — пространственного механизма отсчетного устройства, в котором валик шкалы точного отсчета (ШТО) связан двумя коническими зубчатыми колесами и парой винт—гайка с указателем шкалы грубого отсчета (ШГО). [c.16] В рычажных механизмах (рис. 1.3, а, в—д) вращающиеся звенья (ср1 2л) называются кривошипами, качающиеся (срз л) — коромыслами, совершающие плоскопараллельное движение — шатунами, поступательно движущиеся — ползунами. Направляющими называются звенья, образующие поступательную пару с ползунами. Подвижные направляющие называются кулисами (рис. 1.3, д, звено 3). Валиками называются детали вращающихся звеньев, передающие крутящий момент и образующие вращательные пары, обычно со стойкой. Оси — цилиндрические детали звеньев, которые охватываются элементами других звеньев и образуют с ними вращательные пары — шарниры. Оси не передают крутящий момент. [c.16] До сих пор рассматривались кинематические пары и цепи, образованные твердыми звеньями. В некоторых кинематических цепях используются звенья гибкие, жидкие и газообразные. [c.16] В передачах гибкой связью ремень, лента, шнур или цепь огибает два колеса (шкивы или цепные звездочки) и передает вращение от одного вала к другому (рис. 1.3, е). При этом гибкое звено должно быть всегда нагружено растягивающими силами. [c.16] Степень подвижности механизма. Число степеней свободы механизма относительно звена, принятого за стойку, называется степенью подвижности механизма. В механизмах широкое применение нашли плоские кинематические цепи, в которые входят кинематические пары IV и V классов пары остальных классов тоже могут входить в плоские цепи, но при этом каждая из них теряет три степени свободы и работает, как пара IV или V класса. [c.17] В плоском движении п подвижных звеньев, не связанных кинематическими парами, имеют Зп степеней свободы. Каждая кинематическая пара V класса отнимает две степени свободы, а каждая пара IV класса — одну. Следовательно, низшие пары отнимают у кинематической цепи 2pg, а высшие — р4 степеней свободы. [c.17] Число W показывает сколько ведущих звеньев имеет механизм. Широко применяются плоские механизмы с одним ведущим звеном, значительно реже — с двумя. [c.17] Пример 1. Кривошипно-ползунный механизм (рис. 1.3, в) применяется для преобразования вращательного движения криношипа 1 в возвратно-поступательное движение ползуна 3. Он имеет п = 3, == 4 (пары О, Л, В и ) Р4= 0 W = Зп 2ps = 3-3 — 2-4 = 1. [c.17] Пример 2. Кулачковый механизм (рис. 1.3, ж) применяется для преобра- зевания вращения кулачка 1 в поступательное движение толкателя 2, которое определяется профилем кулачка. Он имеет = 2 pj == 2 (пары О и Е) р = 1 (пара К)-, U7 = 3-2 — 2-2 — 1 = 1. [c.17] Лишние степени свободы и пассивные связи. В некоторых механизмах могут встретиться степени свободы и связи, которые не оказывают влияния на движение механизма в целом, а определяют только характер движения отдельных его звеньев. Эти степени свободы называются лишними степенями свободы, а связи— пассивными связями. [c.17] На рис. 1.4, б изображен механизм двойного параллелограмма. У него п = 4 р5 = 6 Р4 = 0 W = 0. Получается, что он представляет собой неподвижную систему. В действительности при ОА = ВС АВ = ОС ДЕ = АВ это механизм с одной степенью свободы. Если удалить звено 4, то движение остальных звеньев не изменится. Тогда я = 3 Рб=4 W = 1. Механизм двойного параллелограмма имеет одно ведущее звено и называется механизмом с пассивными связями. [c.18] Вернуться к основной статье