Механизм с избыточными связями

Как было сказано выше, при произвольных (в некоторых пределах) размерах звеньев механизм с избыточными связями q > 0) нельзя собрать без деформирования звеньев. Поэтому такие механизмы требуют повышенной точности изготовления, в противном случае в процессе сборки звенья механизма деформируются, что вызывает нагружение кинематических пар и звеньев значительными дополнительными силами (сверх тех основных внешних сил, для передачи которых механизм предназначен). При недостаточной точности изготовления механизма с избыточными связями трение в кинематических парах может сильно увеличиться и привести к заклиниванию звеньев, поэтому с этой точки зрения избыточные связи в механизмах нежелательны. [c.34]

Однако в целом ряде случаев приходится сознательно проектировать и изготавливать статически неопределимые механизмы с избыточными связями для обеспечения нужной прочности и жесткости системы, особенно при передаче больших сил. Следует различать избыточные, или добавочные, связи в кинематических парах и в кинематических цепях механизма. Так, например, (рис. 2.13) коленчатый вал четырехцилиндрового двигателя образует с подшипником А одноподвижную вращательную пару, что вполне достаточно с точки зрения кинематики данного механизма с одной степенью свободы (VT= 1). Однако, учитывая большую длину вала и значительные силы, нагружающие коленчатый вал, приходится добавлять еще два подшипника А и А", иначе система будет неработоспособной из-за недостаточной прочности и жесткости. Если эти вращательные пары двухподвижные цилиндрические, то [c.34]

Механизмы с избыточными связями. При выводе формулы (3.1) предполагалось, что все уравнения связи независимы. В некоторых механизмах это условие не выполняется. Обозначим через д число повторяющихся (или зависимых) уравнений связи. Тогда число независимых уравнений связи равно [c.25]

Механизмы с избыточными связями. При выводе формулы [c.37]

Возможны и другие варианты устранения избыточных связей в шарнирном четырехзвеннике. Следовательно, в этом механизме, как в любом другом механизме с избыточными связями, нельзя указать, какая именно связь является избыточной. Можно лишь определить число этих связей и затем в зависимости от конструктивных условий соответственно уменьшить общее число связей. [c.38]

Структурным анализом планетарной передачи можно показать, что она является механизмом с избыточными связями. Избыточных связей нет в передаче с одним сателлитом. Но у такой передачи больше нагрузки на зубья, а следовательно, и габариты. Размещение нескольких дополнительных сателлитов приводит к образованию избыточных связей. В механизмах с избыточными связями любые отклонения размеров, например шага зубьев, радиусов расположения осей сателлитов и др., сопровождаются неравномерным распределением нагрузки, в данном случае между сателлитами. [c.195]

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]

МЕХАНИЗМЫ С ИЗБЫТОЧНЫМИ СВЯЗЯМИ [c.329]

Существует подход, при котором вообще все плоские шарнирные механизмы (ШМ), считаются механизмами с избыточными связями первого типа, так как на них наложены условия взаимной параллельности осей всех вращательных пар, которая может быть легко нарушена при низкой точности изготовления звеньев, что приведет к перекосу и заклиниванию механизма. Для исключения этих [c.329]

В связи с этим под механизмами с избыточными связями обычно понимают механизмы с избыточными связями второго типа. [c.330]

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]

Если в механизме имеются избыточные связи, то те структурные группы, которые их содержат, являются статически неопределимыми Вместе с ними статически неопределимым становится и весь механизм. [c.184]

Таким образом, наряду с избыточной связью в шарнире 4 существует избыточная связь и в шарнире 2, т. е. механизм имеет две избыточные связи. В данном механизме происходит одновременно чистое скольжение в двух диагонально расположенных шарнирах. [c.121]

Иногда механизмы без избыточных связей создавали конструкторы, не знакомые с теорией структуры механизмов и часто они устраняли не все избыточные связи. [c.9]

Рассмотрим достоинства механизмов без избыточных связей на двух упрощенных примерах. В обычном кривошипно-ползунном механизме длины звеньев могут отличаться от номинальных на несколько миллиметров. Это практически используют для регулировки расстояния между поршнем и крышкой путем установки прокладки между телом и головкой шатуна. Если же взять сдвоенный механизм (два шатуна соединены с общим ползуном), то допуски на длины звеньев измеряют не миллиметрами, а микронами. С большой точностью приходится также выдерживать условие параллельности кривошипов. [c.9]

С учетом зазоров в кинематических парах спроектировать механизм без избыточных связей гораздо легче, чем без учета зазоров. Однако такой механизм в изготовлении, сборке и эксплуатации не дает всех выгод механизма без избыточных связей, так как, если тот же механизм рассчитать без учета зазоров, то останутся избыточные связи. Поэтому расчетом с учетом зазоров следует пользоваться только при больших размерах звена по сравнению с размером кинематической пары. [c.24]

Двухвинтовой подъемник (рис. 2.24) также можно сконструировать без избыточных связей. В таких подъемниках винты работают от общего привода. Однако механизмы без избыточных связей должны допускать и раздельный привод, т. е. н = 2. Этот случай рассмотрим, чтобы не вводить в расчет механизм привода. Гайки подъемных винтов нельзя соединять жестко с платформой. Лучше одну соединить вращательной Кг и цилиндрической /Кз парами, а другую — вращательной парой Кз- Тогда найдем по формуле (1.1) = 2 — 6-6 + 5-6 + 4-1=0, [c.79]

Задвижки получили широкое распространение в трубопроводах большого диаметра вследствие значительно меньших гидравлических сопротивлений, чем в вентилях. Клиновая задвижка старой системы с избыточными связями показана на рис. 2.57. Расчет по формулам (1.1) и (1.2) дан на правой стороне чертежа (винтовой механизм не рассматриваем). [c.110]

В двухчелюстном грейфере (см. рис. 6.6) челюсти соединяются шарниром, который надо считать вращательной парой Кг, так как иначе зубья их не сомкнутся. К этому шарниру присоединяется нижняя обойма управляющего полиспаста. Челюсти подвешиваются к верхней обойме четырьмя наклонными тягами, шарниры которых следует считать сферическими парами ПГ . Очень важно расположение этих тяг. Недопустимо, чтобы они пересекались в одной точке, так как тогда будет нарушено условие № 6 в табл. 3.1, по которому через точку может проходить не больше трех поводков. Иначе механизм получится с избыточной связью. Это можно проследить по натягам при сборке при таком расположении. После постановки трех тяг (считая неподвижной верхнюю обойму) система, образованная ими и челюстями, может только вращаться вокруг точки пересечения, при этом невозможно изменить расстояние между точками присоединения четвертой тяги, что нужно для возможности ее установки. Избыточная связь потребует пригонки длины четвертой тяги. При ремонте тяги могут быть перепутаны, а тогда придется испробовать 4 =24 варианта, что явно невозможно. Главный недостаток — это [c.280]

Рис. 14. Схема механизма а — с избыточными связями б — без избыточных связей

При исследовании структуры механизма с помощью структурных формул необходимо учитывать возможное присутствие лишних степеней свободы и избыточных условий связи. [c.40]

Для плоских ме.ханизмов без избыточны.ч связей структурная формула носит имя П. Л. Чебышева, впервые предложившего ее в 1869 году для рычажных механизмов с вращательными парами и одной степенью свободы. В настоящее время формула Чебышева распространяется на любые плоские механизмы и выводится с учетом избыточных связей следующим образом [c.33]

Механизмы с незамкнутой кинематической цепью собираются без натягов, поэтому они статически определимые, без избыточных связей ( = 0). Для таких механизмов по формуле (2.1) легко определить число степеней свободы U7 например, для механизма промышленного робота (см. рис. 2.5, ж) п = Ъ, р =Ъ, W = 6-5 — [c.36]

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 таблицы видно, что в анализируемом механиз.ме имеется сдпа местная подвижность (поворот шатуна 4 вокруг своей оси) и одна избыточная связь (избыточный шатун 4), не позволяющая собрать механизм без объемных деформаций. Собрать такой механизм можно только за счет деформации его звеньев вдоль оси х. При наличии избыточных связей в механизме деформация звеньев для его сборки зависит от точности их изготовления с повышением точности изготовления деформация уменьшается. Поэтому кинематические пары и механизмы с избыточными связями чрезвычайно трудоемки в изготовлении и сборке, причем трудоемкость эта возрастает с число.ч избыточных связей. Следовательно, если во время проектирования не удается разработать механизм без избыточных связей, то нужно стремиться к уменьшыило их числа в нем. [c.406]

В механизмах с избыточными связями для уменьшения их влияния используется упругость. Штекихт при шести сателлитах использует для этого упругость вениа (рис. 5.15). В конструкпии Шкода опорные колеса соединены с корпусом с помошью резиновых втулок (рис. 5.16). [c.248]

Очень часто в литературе по структуре механизмов, например в [8, 9, 22, 35], говорят о возможности присутствия в механизмах избыточных связей, которые рекомендуется устранять. В качестве примера механизмов с избыточными связями обычно традиционно рассматривают коленчатый вал четырехцилиндрового двигателя внутреннего сгорания и шарнирный пятизвенник с двумя параллельными шатунами. Рассмотрим эти примеры и покажем, что в механизмах не может быть избыточных связей [4, 5]. [c.161]

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]

Однако в целом ряде случаев приходится сознательно проектировать и изготавливать механизмы с избыточными связями для обеспечения нужной прочности и жесткости системы. Например, в шарнирном четырехзвен-нике (рис. 14) звено 4, присоединенное к механизму кинематическими парами Е и Г, обусловливает избыточную связь. Степень подвижности механизма (см. рис. 14, а) [c.24]

Пусть плоский четырехзвенный механизм с четырьмя однопод-вижиыми враш,ательными парами (W = I, п = 3, р —4, рис. 2.14,а) за счет неточностей изготовления (например, вследствие непарал-лельности осей А w D) оказался пространственным. Сборка кинематических цепей 4, 3, 2 W отдельно 4, I не вызывает трудностей, и точки В, В можно расположить на оси х. Однако собрать вращательную пару В, образованную звеньями / и 2, можно будет, лишь совместив системы координат Вхуг и B x y z, для чего потребуется линейное перемещение (деформация) точки В звена 2 вдоль оси х и угловые деформации звена 2 вокруг осей у и г (показаны стрелками). Это означает наличие в механизме трех избыточных связей, что подтверждается и по формуле (2.2) /= 1 —б-3- -5-4 = 3, Чтобы данный пространственный механизм был статически определимый, нужна его другая структурная схема, например изображенная на рис. 2.14,6, где W = 1, р, = 2, = 1, Рз = 1. Сборка такого механизма произойдет без натягов, поскольку совмещение точек В и В будет возможно за счет перемещения точки С в цилиндрической паре. [c.35]

Следовательно, если в присоединяемой кинематической цепи при образовании механизма возможны шесть перемещений относительно координатных осей, то с учетом степеней свободы кинематических пар, которые составляют входные звенья со стойкой, в механизме отсутствуют избыточные связи. Отсутствие какой-либо из шести подвижностей указывает на наличие избыточной связи, кроме случаев, когда отсутствие подвижности относительно какой-либо из осей компенсируется угловой подвижностью относительно перпендикулярной оси. Примером служит рациональный поводковый механизм на рис. 4.8. Анализ подвижностей в замкнутом контуре этого механизма показывает, что I.Sy = 0 при 2фд. = 2. Отсутствие одной подвижности Sy компенсируется угловой подвижностью ф , так как оси хну перпендикулярны. Действительно, если по какой-либо причине кинематическая пара С сместится вдоль оси у, то это смещение может быть компенсировано поворотом звена 2 относительно оси х. Однако смещение кинематической пары С вдоль оси у нельзя компенсировать поворотом звена 2 относительно этой жееси. Поэтому недостаток линейной подвижности относителы о [c.41]

Замена подвижностей в сложных механизмах облегчается тем, что она происходит в пределах одной структурной группы. Таких групп Ассура три двухповодковая, трехповодковая, и четырехповодковая. Они могут вырождаться, т.е. обращаться в подвижную с избыточной связью [5, 9]. [c.393]

Первые конструкции машин имели большое число избыточных связей. В то время не считались с затратами труда и времени на их изготовление и сборку. Потом постепенно начали внедрять механизмы без избыточных связей (подшипники Селлерса, самоустанавливающиеся подшипники качения, цилиндрические ползуны и т. д.). Много избыточных связей было в паровозах. Но тенденция к их сокращению проявилась давно (шарнирные связи Тета в котлах, буксы системы Дара, шаровые вкладыши системы Хаганса, примененные выдающимся конструктором [c.10]

По данным А. Шибеля подпятники с самоустанавливающимися сегментами имеют несущую способность в 6-8 раз большую, а трение в 10 — 20 раз меньшее, чем подпятники с цельным кольцом. Поэтому последние приходилось выполнять гребенчатыми. Это еще раз подтверждает целесообразность применения механизмов без избыточных связей. [c.67]

Схему на рис. 2.28, л предложил В. С. Саленко, который переделал на эту схему двигатель автомобиля Москвич . Новая конструкция шатуна показана на рис. 2,26, б. Испытания ее показали, что уменьшилось трение механизма, особенно сильно уменьшился момент страгивания. Этого и следовало ожидать, так как в механизме без избыточных связей натяги отсутствуют. Устранились перекосы поршня, что улучшило герметичность. Все вместе привело к тому, что двигатель стал гораздо лучше запускаться. [c.90]

Если вместо пары //3 поставить врашательную пару Кг, то получится механизм с тремя избыточными связями. Потребуется совпадение трех размеров на стойке и на выходном валу совпадение осей цилиндров и равенство расстояний от пары до центра креста. Требование точного выполнения этих размеров удорюжает изготовление механизма и снижает его надежность в эксплуатации, так как при изменении размеров (например, от нагрева или просадки фундамента) механизм нагружается добавочными силами, которые увеличивают трение и могут привести к поломке звеньев. Поэтому карданы с избыточными связями никогда применять не следует. [c.133]

Чтобы осевые усилия крайних звеньев ведущей системы не передавались на ее П0ДПП1ПНИКИ, целесообразно эти звенья соединить тягой с одной парой или дву.мя парами ИГ по концам. В последнем случае будет местная подвижность — безвредная — вращение этой тяги вокруг своей оси. В рассмотренном механизме нет избыточных связей, подсчет которых дан в таблице на рис. 5.18. [c.251]

Обычно на подъемниках применяют лебедки с канатоведущим шкивом на три или четыре каната. Канатный шкив получается узкцм, поэтому его всегда располагают на весу. Таким образом, легко получают конструкщ1ю с двумя опорами вала шкива в корпусе редуктора. Глобоидная червячная передача, которую обычно применяют в лифтовых лебедках, представляет собой систему с избыточными связями, пути устранения которых пока не найдены. Также остается не решенным вопрос о распределении нагрузки между канатами. На кабйне ставят рычажный уравнительный механизм, выравнивающий нагрузку канатов. С противовесом канаты соединяют через пружины, т. е. з ема остается статически неопределимой, хотя неравенство сил частично компенсируют пружины. [c.293]

Определим число избыточных связей. Для механизма со скользящим ползуном (см. рис. 7.4, а) аналогично синусному механизму число избыточных связей по формуле (7.4) q =3, а для механизма со сферой — <7 = 0. Таким образом, предпочтение следует отдать конструкции с высшей кинематиче- [c.139]

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]

В кривошиппо-ползунпом механизме (рис. 1.2) три подвижных звена и четыре низших нары — вращательные Л (0,1), В (1,2), С (2,3) и поступательная D (3,0), т. е. п = 3, Рг, = 4, р =0. Повторяющихся (избыточных) связей пет, q = 0. [c.8]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...