Механизм Определение избыточных связей

Сопоставив с ней выражения для и Nf, получим Л у = Nf + Wn. Таким образом, число уравнений Л у достаточно для определения всех Nf внутренних неизвестных. Отсюда следует принципиально важный вывод механизм без избыточных связей (q = 0) статически определим. [c.183]

В заключение подчеркнем, что формулы (3.1) и (3.2) предназначены в основном не для определения числа степеней свободы, а для структурного синтеза механизмов без избыточных связей. [c.31]

В статически определимом механизме уравнений равновесия звеньев хватает для определения этих нагрузок. В механизме с избыточными связями их приходится дополнять уравнениями деформаций. Количество таких уравнений и будет равно числу избыточных связей. [c.13]

Независимое определение избыточных связей и подвижностей в механизме можно осуществить. методо.м графов. Такой метод предложила и разработала Л. А. Павлова [26]. [c.44]

В дальнейшем при изучении движения звеньев механизмов будем предполагать, что все лишние степени свободы и избыточные условия связи предварительно исключены из механизма удалением соответствующих звеньев, и будем учитывать в механизме только те связи и степени свободы, от которых зависит определенность его движения. [c.40]

Для обеспечения определенности движения звеньев при одном ведущем звене и отсутствии дополнительных (избыточных) связей необходимо, чтобы число степеней свободы механизма IF= 1. Число степеней свободы механизма равно числу независимо изменяемых координат положения его звеньев, например, в шарнирном четырехзвенном кривошипно-коромысловом механизме (рис. 1, а) Ц7= I, так как независимо может изменяться угол поворота кривошипа ф. При W — О звенья механизма теряют способность двигаться, при 1 появляется [c.18]

Для определения метода, позволяющего выявить избыточные связи, проанализируем подвижности в замкнутом контуре, образованном структурной группой 2 и 3, присоединенной парами В и D к стойке (рис. 4.6). Этот замкнутый контур представляет собой кинематическую цепь со степенью подвижности W = Ъ 2 — 4 X X 3 = 0. Анализ возможных перемещений показывает, что кинематические пары С, В и D обеспечивают шесть подвижностей относительно неподвижной систем(ы координат. В рассматриваемом замкнутом контуре эти подвижности в кинематических парах компенсируют возможные неточности изготовления и деформации звеньев. При присоединении структурной группы к входному звену / и к стойке (рис. 4.7) получаем механизм с числом подвижностей в кинематических парах 6 -f 1. Подсчет по формуле (3.3) показывает, что число избыточных связей в этом механизме < = 1 -f 5 х Xl-f4-3 — 6-3 = 0. [c.41]

Механизмы могут содержать так называемые избыточные связи и местные подвижности, не влияющие на движение механизма в целом и на закон движения выходного звена. Такие связи и подвижности не следует учитывать при определении числа степеней свободы механизма по формулам (1.1) и (1.2). [c.26]

Избыточные связи существуют в механизме сверх необходимых для получения определенности движения. Например, в механизмах [c.26]

Определение класса и порядка механизма позволяет выбрать рациональный метод кинематического и силового расчета, кроме того, разложение кинематической цепи на структурные группы способствует выявлению избыточных связей. [c.34]

Иногда избыточные связи умышленно вводят в состав механизма для повышения его жесткости или для устранения неопределенности движения звеньев в некоторых положениях. Эти избыточные связи существуют при выполнении определенных геометрических соотношений в механизме. Например, в механизме сдвоенного параллелограмма (рис. И) АВ = СВ и ВС = АО. По свойству параллелограмма ЕР=АО, если АЕ=ОР при этом условии введение дополнительного звена ЕЕ не вносит новых геометрических связей и число степеней свободы остается равным 1, хотя по (3.2) 1 =0. Если точность выполнения указанных геометрических соотношений окажется недостаточной, то число степеней свободы действительно будет равно нулю. [c.26]

Однако действительное число степеней свободы механизма равно 3, так как для определения положений всех звеньев механизма надо иметь 3 обобщенные координаты (углы поворота звеньев фь ф2 и расстояние р). Отсюда следует, что в механизме есть одна избыточная связь (пассивная), т. е. одно из уравнений связи является следствием других. Таким уравнением можно считать уравнение, выражающее невозможность перемещения звена / в направлении, перпендикулярном к плоскости фрикционных контактов, так как расположение осей пар [c.50]

Без рассмотрения избыточных связей для определения степени свободы W механизмов было предложено больше двадцати структурных формул. Однако применение нашла только формула А.П. Малышева [2]. Из нее можно найти избыточные связи q. [c.386]

Выявление избыточных связей и лишних степеней свободы в механизмах проще всего может быть сделано при изучении их кинематики, например при построении перемещений и скоростей звеньев. Если определение перемещений ведомых звеньев или их скоростей может быть сделано без участия одного или нескольких звеньев механизма, то эти звенья вносят или пассивные связи, или лишние степени свободы. Например, перемещение звена, 7 [c.40]

Вторая ошибка связана с возникновением лишней подвижности. При этом нарушается определенность движения и механизм перестает работать. Возникнуть она может при неправильном устранении избыточных связей путем уменьшения классов кинематических пар или введения дополнительных пар. Может случиться, что будут устранены не те связи, которые требуется устранить. Тогда останутся избыточные связи и возникнут лишние подвижности, которые могут оказаться вредными. Дело осложняется тем, что из всех структурных формул нельзя найти величины избыточных связей и подвижностей в отдельности, а можно только определить их разность. [c.35]

Пара /// входит в оба контура. Три ее угловые подвижности возьмем по осям у1, У2 и 22. Это вполне допустимо, так как эти оси не лежат в одной плоскости. Конечно, если они окажутся в одной плоскости, то самоустанавливаемость будет отсутствовать. Распределение подвижностей показано на рис. 4.45. Из этой схемы видно, что ни избыточных связей, ни вредных местных подвижностей в механизме нет. Рассмотрим равновесие плавающего звена — из второго и третьего колес (рис. 4.46). Выполнение этого условия необходимо для самоустанавливаемости. Обычно оно соблюдается автоматически, а в данном случае необходимо соблюсти определенные условия, к выводу которых и переходим. [c.216]

Механизм плоский — Определение числа избыточных связей 24 [c.328]

Приведенные условия равновесия, являющиеся следствием свойств групп винтов, чрезвычайно важны для статики твердого тела, так как они содержат самые общие выводы для условий равновесия многих сооружений. В частности, они непосредственно относятся к сооружениям (фермам, фундаментам), прикрепляемым некоторым числом связей к основанию, и дают основание для суждения о неизменяемости (неподвижности) системы при наличии тех или иных связей. Эти же условия, в силу аналогии статики и кинематики, служат для определения подвижности пространственных шарнирных механизмов, в частности, дают возможность выявлять случаи особенного расположения звеньев, когда движение возможно, несмотря на присутствие избыточного числа связей в кинематических парах. [c.216]

В V главе рассматриваются конечные перемещения твердого тела в пространстве, показано сложение и разложение конечных поворотов, а также решение ряда кинематических задач с применением принципа перенесения. Изложена разработанная автором теория определения положений пространственных механизмов, дано исследование механизмов с избыточными связями и показаны конкретные приложения. Заметим, что авторы работ по винтовому исчислению не использовали в явном виде принцип перенесения как метод общего подхода к пространственным задачам. Принцип перенесения, как правило, выявлялся индуктивным путем — винтовые формулы выводились в каждом, отдельном случае и затем, а posteriori, демонстрировалось их сходство с векторными, принцип же как таковой не использовался для вывода винтовых формул. А между тем, этот принцип приводит к эффективному методу решения пространственных задач, связанных с движением твердого тела, и позволяет заранее предвидеть качественный результат. Выясняется полная аналогия теорем и формул кинематики сферического движения с теоремами и формулами кинематики произвольного движения, если перейти от вещественных переменных к комплексным. Хорошо известна аналогия (хотя бы качественная) между кинематикой сферического движения и кинематикой плоского движения, ибо сферические движения в малом являются плоскими, а в большом могут быть отображены на плоскость с сохранением качественных и некоторых количественных соотношений. Отсюда следует, что любая теорема плоской кинематики имеет свой аналог в пространстве (с соответствующей заменой геометрических элементов). На основании этого соображения возникает, например, пространственное обобщение известной формулы и теоремы Эй-лера-Савари, пространственное обобщение задачи Бурместера о построении четырехзвенного механизма по пяти заданным положениям звена и др. [c.9]

Из вышеизложенного следует, что в качестве последней пары лучше брать пару с наименьщим числом условий связи, так как тогда придется рассматривать меньше видов сближения звеньев при сборке. Вариантом определения избыточных связей по натягам при сборке является метод подсчета угловых подвижностей, целесообразный для зубчатых механизмов. [c.12]

Деформации корпуса мерного инструмента свидетельствуют о наличии в технологической системе избыточных связей, удалить которые можно лишь путем введения в систему определенного числа и вида (линейные, угловые) подвижностей. Если рассматривать такую технологическую систему как механизм, то определить число и вид указанных подвижностей можно с помощью метода подвижностей, входящего составной частью в теорию самоустанавливающихся механизмов проф. Л. И. Ре-шетова [72, 90 и др.]. В основе этой теории лежит идея о том, что наиболее эффективными механизмами, имеющими повышенную работоспособность и долговечность, являются механизмы без избыточных связей, названные автором теории самоустанавливающимися механизмами. [c.45]

Теперь вернемся к многоопорному валу (рис. 2.78, б) с жесткими опорами, которые вьшолнены так, что их оси не параллельны. Такую конструкцию вала в литературе по структурному анализу механизмов называют механизмом с избьггочными связями. Это утверждение некорректно, так как выше было установлено, что подвижность такого вала равна минус трем. Напомним, что механизм предполагает наличие подвижных звеньев, а в конструкции вала на рис. 2.71, б их нет и, значит, ни о каком механизме нет и речи. Механизм не может состоять только из неподвижных звеньев. Устройства, состоящие только из неподвижньк звеньев, называют фермами или балками. А это )оке другой объект, с другими свойствами и методами их исследования. Так называемые избыточные связи лишают механизм подвижности, а значит, словосочетание механизм с избыточными связями лишено смысла, поскольку это уже по определению не механизм, а ферма. Механизмы обладают подвижностью, и, значит, у них подвижность РГ>0. Если устройство имеет Ж= О, то это статически определимая ферма (балка), а при РГ< О - это статически неопределимая ферма (балка). [c.163]

При определении W необходимо учитывать избыточные связи и лииише степени свободы. Так, например, в Hjm KOM механизме спарника тепловоза (рис. 1.3, а) без учета избыточных связей W = = 3-4 —2-6 = 0. Рассматриваемая схема должна представлять собой [c.8]

Методику определения и устранения избыточных связей в кинематических цепях механизмов pa MOTptj,M на примерах. [c.35]

Иногда избыточные связи умышленно вводят в состав механизма для повышения его жесткости или для устранения неопределенности движения звеньев в некоторых положениях. Эти избыточные связи существуют при выполнении определенных геометрических соотношений в механизме. Например, в механизме сдвоенного параллелограмма (рис. 11) имеются соотношения АВ = D, ВС = AD (т. е. фигура AB D — параллелограмм) и АЕ = FD, EF = AD (т. е. фигура AEFD — тоже параллелограмм). По свойству параллелограмма расстояние между точками Е п F всегда равно отрезку AD, если эти точки находятся на равных расстояниях от точек Л и D. Поэтому введение дополнительного звена EF при условии, что EF = AD, не [c.38]

Избыточные связи (недостаток подвижностей) в механизмах обращают его в статически неопределимую систему и нарушают самоустанавливаемосгь. Уравнений равновесия недостаточно для определения нагрузок в кинематических парах. Приходится использовать уравнения деформаций, которые значительно меньше размеров звеньев. Поэтому на них СШП.КО влияют допуски, и получаемые нагрузки воч>астгйот в несколько раз, что значительно снижает нагрузочную способность и долговечность механизма. Предложение автора делать все механизмы статически определимыми [6, 7, 9] открыло широкие возможности повышения качества машин - увеличения долговечности, нагрузочной способности, КПД, снижения трудоемкости и потерь на трение. В зубчатых колесах удалось повысить жесткость зубьев, так как они стали работать равномерно по всей длине, а не одним углом. [c.386]

Предложенная переменная структура также не решает вопрос о связях, наложенных на кинематическую пару, входящую в два контура. Деление связей на родовые и индивидуальные еще больше осложнило проблему. Неизвестно полное исследование структуры механизма с помощью общих связей, с определением всех связей и подвижностей. Ошибочно, например, рассматривать ферму как механизм, считая, что в нем могут бьпъ или подвижности, или избыточные связи, но не вместе то и другое. Так, в вале на трех опорах много избыточных связей и одна подвижность. [c.394]

Кроме того, проверить механизм на наличие в нем избыточных связей можно путем подсчета их по структурным формулам. Известно, что авторы структурных формул предназначали последние для определения подвижности механизма, считая известным число учитываемых избыточных связей. Подвижностью механизма называют число независимых параметров, которые необходимо задать для определенности движения. Практически, однако, подвижность. механизма легко установить при внешнем осмотре механизма (получается проще и надежнее, чем по структурной формуле). Таким путем целесообразнее определять подвижность, подставляя ее значение в структурную формулу и находя из последней число юбыточ-ных связей. Ошибки при определении подвижности легко обнаружить по нелепому числу избыточных связей (например, отрицательному). [c.12]

Для устранения избыточных связей (случай небольшого угла между осями) очень удобен зубчатый кардан. Шлицевое соединение при малой длине за счет больших зазоров получает дополнительные угловые подвижности, т. е. становится соединением не К3, а ПГ , что требуется для универсального кардана. В зубчатых карданах для удобства изготовления применяют эвольвентное зацепление. Внутренний венец вьшолняют зубодолблением. На внешнем венце делают бочкообразный зуб. Правда, в зубчатой муфте нагрузка распределяется между многими зубьями, т. е. получается статически неопределимое распределение сил с многими избыточными связями. Однако они являются избыточными связями в кинематической паре, которую можно вьшолнить очень точно (например, одинаковый шаг зубьев), поэтому эти избыточные связи не вредны и их подсчитывать не требуется. Вредными являются избыточные связи в механизме, где на распределение нагрузок влияют размеры многих звеньев и может иметь место суммирование ошибок изготовления. Поэтому в расчетах следует рассматривать зубчатое соедашение как кинематическую пару ПГ При определении подвижности двойного зубчатого кардана надо учитывать продольный разбег муфты, поэтому и = 2. Избыточные связи в пределах механизма отсутствуют, т. е. д = 2 — 6-3- -5-2-(-3-2 = 0. [c.140]

В многоповодковой группе, если каждый поводок накладывает одно условие связи, го подвижность равна шести минус число поводков. Для самоустанавливаемости надо выполнять определенные условия расположения поводков. В механизмах гидроприводов и вертолетов вследствие широкого применения шаровых пар избыточные связи отсутствуют и появляются только в результате ошибок конструкторов. Механизм автомата перекоса винта вертолета правильным выбором его структуры можно значительно упростить (с 13 до 7 звеньев). В гирационных дробилках известны конструкции без избыточных связей как для первичного, так и для вторичного дробления, испытанные в процессе многолетней работы. В карданных шарнирах при правильной конструкции нет избыточных связей. В кардане прокатных станов было семь избыточных связей, а в новой конструкции, применяемой в пилигримовых станах, они устранены. Интересно отметить, что муфта Ольдгема может служить карданным шарниром (кардан с кубиком). В локомотивных механизмах (шарнирных передачах) между параллельными осями избыточные связи легко устранить. При выборе схемы Надо учитывать уравновешенность, число шарниров, максимальную нагрузку на шарнир и сумму нагрузок на все шарниры. В локомотивных токоприемниках устранение избыточных связей позволяет уменьшить трение в 3 — 4 раза и сделать его независящим от допусков на размеры звеньев (проверено в процессе работы опытной партии). Установлено, что имеется скорость, при которой контактное нажатие полоза постоянно (проверено в лаборатории). Механизм подъемных пружин следует проектировать по трем точкам. [c.177]

При анализе реальных конструкций и их кинематических схем выявляются либо дополнительные подвижности И/ , либо избыточные структурные связи q относительно основной схемы механизма с заданным числом степеней свободы U/.i. Из дополнительных подвижностей выделяют местные подвижности звена и местные подвижности группы звеньев W,. Местную подвижность имеют [1лавающие оси, втулки и пальцы, кольца некоторых типов подшипников, блоки, шкивы, ролики в кулачковых механизмах и т. п. Особенность местной подвижности звена заключается в том (см. рис. 2.11, а), что реализация ее не вызывает перемешения остальных звеньев механизма. Местная подвижность звена имеет определенное функциональное назначение, ибо она позволяет, например, уменьшать износ элементов кинематической пары, улучшить условия смазки, повысить коэффициент полезного действия (к.п.д.), надежность, долговечность узлов машин. Общее число местных подвижностей звеньев в кинематической цепи следует выявлять на первоначальной стадии структурного анализа и синтеза механизма. [c.53]

Образование пор при растворении кристаллов избыточной фазы сопряжено с определенными трудностями. Помимо напряжений, возникающих в твердом растворе из-за наличия градиента концентраций и объемных изменений, на формирование пористости влияет нескомпенсирован-ность атомных потоков и механизм перехода атомов через межфазную поверхность. Избыточные вакансии, образующиеся при растворении включений, во многих случаях устраняются на границах зерен, дислокационных ступеньках или образуют призматические петли. Возникающее вблизи включений пересыщение вакансиями может оказаться достаточным для проявления свойств сверхпластичности и недостаточным для порообразования. Пористость, по-видимому, не формируется при растворении включений, сохраняющих когерентную связь с твердым раствором. Она, однако, легко возникает при растворении кристаллов типа графита, когда восстановление непосредственного контакта фаз возможно благодаря разрушению включений избыточной фазы. Аналогичная картина может наблюдаться и при растворении жидких включений. [c.99]

Таким образом, имеется достаточно оснований полагать, что вакансионный механизм образования и роста пор является одним из основных при высокотемпературном разрушении металлических сплавов. Хотя теоретический анализ показывает [18], что для образования зародыша поры критического размера в чистом металле требуется очень большое пересыщение, коагуляция вакансий в действительности уже наблюдается при избытке, равном 1,05. Это объясняется гетерогенным характером образования пустот в процессе диффузии. Сложное влияние оказывают границы зерен, поскольку они могут служить как источником вакансий, так и местом их стока. Кроме того, на границах зерен обычно адсорбируются чужеродные атомы, влияющие на концентрацию вакансий и релаксацию их. Оценки и опыт показывают, что в определенных случаях (порообразование в латуни в условиях вакуума и растягивающих напряжений) процесс порообразования контролирует диффузия по границам зерен [392]. Как отмечали Крюссар и Фридель, потенциальный барьер, возникающий из-за отталкивания между вакансиями, находящимися на близком расстоянии (равном 2—3 межатомных), на границах зерен оказывается меньше или отсутствует вовсе из-за наличия разориентировки. Усиление роли границ зерен в порообразовании под влиянием напряжений связано, по-видимому, с тем, что при высоких температурах пластическая деформация локализуется по границам зерен, где и возникает избыточная концентрация вакансий. [c.411]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...