Структурный анализ механизмов Кинематическая пара

В задачу синтеза входит проектирование по заданным условиям структурной схемы механизма. Следует отличать структурную схему механизма от кинематической. В структурной схеме указываются стойка, виды кинематических пар и их взаимное расположение в механизме. Размеры звеньев не учитываются. Составление структурной схемы необходимо в первую очередь для проведения структурного анализа механизма. В кинематической схеме известны размеры, необходимые для кинематического анализа, силового расчета механизма и дальнейшей разработки его конструкции. [c.7]

Произвести структурный анализ механизмов с низшими кинематическими парами механизма поворота перекидного стола 6 [c.13]

Произвести структурный анализ механизмов с низшими и высшими кинематическими парами механизма управления кла- [c.14]

Исследование структуры механизма обычно ведется в последовательности, обратной ходу образования (синтеза) структурной схемы механизма, т. е. последовательным отсоединением от схемы механизма структурных групп. Правильный структурный анализ механизма мол<ет быть осуществлен только после исключения из схемы механизма пассивных связей и лишних степеней свободы, а также замены кинематических пар IV класса парами [c.27]

Пример. Произведем структурный анализ механизма фотографического затвора (рис. 1.9, а). Он состоит из девяти подвижных звеньев (п = 9) и 13 кинематических пар пятого класса р = 13), пары четвертого класса отсутствуют (p =0). Степень подвижности механизма по формуле Чебышева (1.2) будет [c.17]

Классификация подвижных звеньев, кинематических пар и цепей была рассмотрена в предыдущей главе. В данной главе рассмотрим остальные этапы структурного анализа механизмов. [c.52]

О структурной подвижности говорят только тогда, когда звенья механизма являются абсолютно жесткими, а кинематические пары представляют собой идеальные связи. Именно такие устройства рассматриваются и изучаются при структурном анализе механизмов. [c.54]

При структурном анализе машин и механизмов также необходимо знать, какие простейшие движения реализуются при относительном перемещении элементов кинематических пар. Выявить эти простейшие движения можно либо в результате анализа подвижности кинематических пар (см. табл. 1.2), либо в результате разложения сложного движения элементов кинематических пар. [c.90]

Часто для облегчения проведения структурного анализа механизмов удобно их поступательные кинематические пары заменять вращательными. Такая замена обосновывается тем, что поступательное движение можно рассматривать как вращение вокруг центра, удаленного в бесконечность. [c.224]

Выполняем структурный анализ механизма число звеньев п = 3 кинематические пары [c.139]

Исследование структуры механизма обычно ведется в последовательности обратной ходу образования структурной схемы механизма (синтеза) т. е. последовательным отсоединением от кинематической схемы механизма структурных групп. Правильный структурный анализ механизма может быть осуществлен только после исключения из кинематической схемы механизма пассивных связей и лишних степеней свободы, а также замены кинематических пар IV класса парами V класса. При этом подвижность механизма должна соответствовать числу ведущих звеньев, связанных кинематическими парами со стойкой. [c.25]

При структурном анализе механизма надо иметь в виду, что каждое звено и каждая кинематическая пара могут входить только в одну структурную группу. [c.25]

Изучение каждого отдельного звена механизма с приложенными к нему нагрузками не позволяет определить реакции в кинематических парах, так как при таком подходе число неизвестных реакций больше, чем число уравнений статики, т. е. отдельное звено с приложенными к нему силами и моментами сил представляет собой статически неопределимую систему. Статически определимыми кинематическими цепями плоских механизмов являются структурные группы [1,3]. Поэтому перед непосредственным проведением силового расчета проводят структурный анализ и кинематическое исследование механизма, потом выявляют нагрузки — силы и моменты сил, действующие на отдельные звенья. [c.228]

Р i ш е н и е. 1) Проводим структурный анализ и устанавливаем класс заданного механизма. Число звеньев ft = 4, число подвижных звеньев п = 3, число кинематических пар V класса Рг=4, степень подвижности механизма равна ш = Зп — 2р5 = 3-3 — 2-4= 1. Механизм образован присоединением к ведущему звену АВ и стойке 4 группы второго класса второго вида, состоящей из звеньев 2 и 3. [c.45]

Кинематический анализ механизма ведется в следующем порядке сначала исследуется движение начальных звеньев, а затем выполняется кинематический анализ отдельных структурных групп в порядке их присоединения при образовании механизма. В этом случае в каждой структурной группе будут известны положения, скорости и ускорения тех элементов кинематических пар, к которым присоединяется данная группа. Кинематический анализ каждой группы Ассура должен начинаться с определения кинематических параметров внутренних пар группы. Затем определяются [c.81]

Разложение кинематической цепи механизма на структурные группы и начальные механизмы называют структурным анализом. Исследуя структуру механизма, необходимо определить число звеньев, число и класс кинематических пар, степень подвижности, а также установить класс и порядок структурных групп, входящих в его состав. Основой для такого исследования служит структурная схема механизма, не содержащая пассивных связей и лишних степеней свободы. Кроме того, степень подвижности механизма должна соответствовать количеству его ведущих звеньев, а последние должны входить в кинематические пары со стойкой. [c.28]

При структурном анализе подобных конструкций необходимо выявлять эти дополнительные связи, учитывать их при составлении расчетной схемы механизма и разработке технологии изготовления деталей. Технологическое обеспечение требуемой точности изготовления разобщенных поверхностей элементов кинематической пары хотя и связано с большими затратами средств, но эти затраты окупаются за счет снижения эксплуатационных расходов и увеличения ресурса работы машин. [c.47]

Основные положения силового расчета с учетом трения такие же, как и расчета без учета трения (см. 5.1). Это объясняется тем, что согласно анализу действия сил в кинематических парах, сделанному в 7.2, наличие трения не изменяет числа неизвестных в кинематических парах. Следовательно, структурные группы Ассура и при учете трения сохраняют свою статическую определимость. Поэтому силовой расчет проводится по структурным группам с использованием уравнений кинетостатики (5.1) —(5.3), в которые должны быть включены силы трения и моменты трения. Последнее обстоятельство, однако, в большинстве случаев очень сильно усложняет вычисления. Чтобы снизить их сложность, И. И Артоболевский предложил применить метод последовательных приближений. Покажем, как выполняется силовой расчет этим методом на конкретном примере кривошипно-ползунного механизма (см. рис. 5.8). [c.235]

Анализ структурных схем механизмов позволяет определить количество звеньев, число и класс кинематических пар, соединяющих их в кинематические цепи, функциональное назначение кинематических соединений и дать сравнительную характеристику механизмам, [c.36]

Рассмотрим процесс структурного анализа рычажного механизма на примере механизма для формовки керамических изделий (рис. 4.1, а). Выходным звеном механизма является звено 5, связанное с кулисой 3 кинематической парой О, а со стойкой — кинематической парой Е. Выделить эти звенья в двухзвенную структурную группу нельзя, так как в этом случае разрывается кинематическая цепь звено 4 не связывается с входным звеном, звенья 4 и 2 получают подвижность. По той же причине не выделяются в двухзвенную группу звенья 4 и 3. Следовательно, выделяют только группу 2—3—4—5 (рис. 4.1, б). Степень подвижности ее при присоединении к стойке И = 3- 4 — 2-6 = 0. Звено 3 образует контур с кинематическими парами С, Р, О, следовательно, это структурная группа 3-го класса. Весь механизм будет также 3-го класса. [c.37]

Анализ плоских структурных схем позволяет определить число звеньев, число кинематических пар, характер относительного движения входных и выходных звеньев и их число, равное числу степеней свободы механизма. На плоской структурной схеме нельзя выявить избыточные связи, налагаемые элементами кинематических пар, так как все кинематические пары на ней эквивалентны только кинематическим парам 4-го и 5-го классов. Однако это свойство плоских структурных схем позволяет выявлять звенья, налагающие избыточные связи, или звенья с избыточными подвижностями. [c.39]

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]

По курсу ТММ на ЭЦВМ можно решать задачи кинематического анализа и синтеза механизмов с низшими и высшими кинематическими парами, кинетостатический анализ механизмов, синтез систем управления машин-автоматов, структурный и динамический синтез манипуляторов. [c.8]

Основные принципы структурного синтеза и анализа плоских механизмов с кинематическими парами V класса и классификацию таких механизмов, увязанную с методами их кинематического и силового исследования, впервые предложил русский ученый Л. В. Ас-сур в 1914 году. Развивая идеи Л. В. Ассура, академик И. И. Артоболевский предложил структурную классификацию плоских механизмов с кинематическими парами IV и V классов, которая используется при их изучении. При этом механизмы с парами [c.25]

Для анализа используют структурно-кинематическую схему механизма — изображение механизма с помощью условных обозначений, содержащее общую информацию о размерах и количестве звеньев, количестве кинематических пар, способе соединения звеньев и видах возможных движений в пространстве. [c.15]

При классификации механизмов с высшими парами, а также при решении некоторых задач кинематического анализа пользуются условной заменой высших пар низшими. Таким путем структурную классификацию механизмов с низшими парами распространяют на кинематические цепи с высшими парами. [c.34]

Замена пар четвертого класса. Распространенные методы изучения структуры механизмов разработаны для механизмов, в состав которых входят только низшие пары, поэтому при структурном анализе высшие пары (пары четвертого класса) условно заменяют кинематическими цепями, содержащими лишь пары пятого класса. Заменяющие цепи, естественно, должны быть структурно и кинематически эквивалентны заменяемым парам. Пара четвертого класса в плоском механизме накладывает лишь одну связь. Следовательно, для кинематической цепи, состоящей из п звеньев и пар пятого класса, заменяющей эту пару, необходимо, чтобы число условий связи было больше числа возможных движений на единицу, т. е. 2рй — Зп = 1, откуда [c.12]

Проведем структурный анализ частных механизмов. На рис. 28 показана схема пространственного четырехзвенного кривошип-но-коромыслового механизма первой группы, звенья которого входят в четыре кинематические пары. Точки шатуна 3 перемещаются по одинаковым и оди наково расположенным пространственным кривым. В этом случае [c.25]

Современные методы кинематического и кинетостатического анализа, а в значительной степени и методы синтеза механизмов увязаны со структурной классификацией их. Структурная классификация Ассура — Артоболевского является одной из наиболее рациональных классификаций плоских рычажных механизмов с низшими парами. На ее основе разработан структурный анализ плоских механизмов. Достоинством этой классификации является то, что она увязывается с методами кинематического. [c.30]

Последовательность определения положения звеньев плоских механизмов с низшими парами. Если в механизме имеется несколько структурных групп, то кинематический анализ выполняется в последовательности присоединения этих групп. В этом случае, кроме систем координат, связанных с отдельными звеньями механизма, для каждой структурной группы должна быть определена система координат, относительно которой звенья группы образуют ферму, т. е. имеют число степеней свободы, равное нулю. Эту особенность поясним на примере анализа плоского шестизвенного рычажного механизма (рис. 18), [c.57]

Выбор той или иной структурной схемы механизма и его конструктивного воплощения, также составляющий один из этапов анализа, не является однозначной задачей и, как известно, во многом зависит от опыта и интуиции конструктора. Однако несомненно, что роль объективных динамических показателей при выборе типа механизма с каждым годом повышается. В некоторых случаях даже удается непосредственно включить эту задачу в алгоритм оптимального синтеза [50]. При выборе схемы механизма следует иметь в виду опасность односторонней оценки эксплуатационных возможностей тех или иных цикловых механизмов. В этом смысле весьма показательным примером является конкуренция между рычажными и кулачковыми механизмами. Как известно, долгое время рычажные механизмы использовались лишь для получения непрерывного движения ведомых звеньев. Однако в течение последних десятилетий имеет место тенденция вытеснения кулачковых механизмов рычажными даже в тех случаях, когда в соответствии с заданной цикловой диаграммой машины необходимы достаточно длительные выстой ведомого звена. Если бы сопоставление динамических показателей этих механизмов производилось лишь с учетом идеальных расчетных зависимостей, то четко выявились бы преимущества кулачкового механизма, обладающего существенно большими возможностями при оптимизации законов движения. Однако во многих случаях более существенную роль играют динамические эффекты, вызванные ошибками изготовления и сборки механизма. Рабочие поверхности элементов низших кинематических пар, используемых в рычажных механизмах, весьма просты и по сравнению со сложными профилями кулаков могут быть изготовлены точнее. [c.47]

При структурном анализе выявлено, что некоторые механизмы в момент согласования получают нулевую степень свободы и возможность движения, а следовательно, и прием-передача предмета обработки происходит только за счет зазоров в кинематических парах. [c.69]

В книге механизмы подразделены на элементарные и составные, что не противоречит общепринятой структурной классификации Ас-сура —Артоболевского, ибо любая структурная группа в сочетании с ведущим звеном и стойкой и есть элементарный механизм с низшими парами. Такой переход от структурной группы к элементарному механизму необходим в проектировании потому, что структурная группа, взятая вне механизма, не дает представления о кинематических и динамических свойствах механизма, которые необходимо учитывать для обоснованного выбора кинематических схем. Поэтому структурный анализ дан в пособии применительно к кинематическому и силовому расчетам рычажных механизмов. [c.4]

Мы рассматривали классификацию механизмов, которые содержат только кинематические пары 1-го класса. Если в состав механизма входят кинематические пары 2-го класса, то для их структурного анализа,. а также для кинематического исследования часто очень удобно заменять их кинематическими парами 1-го класса. При этом закон движения звеньев механизма не должен измениться. [c.25]

В связи с тем, что скорость перемещения и срабатывания захвата зависит от кинематики механизмов, считаем полезным произвести структурный и кинематический анализ одного из исполнительных механизмов устройства, а именно — механизма зажима. На рис. 3.24 изображена кинематическая схема этого механизма, который представляет собой последовательное соединение трехзвенного зубчатого механизма (звенья 1, 6, 7), двухступенчатого дифференциального механизма с внутренним зацеплением (звенья 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7) и шарико-винтового механизма, на схеме не показанного. Здесь число звеньев п 7 число кинематических пар первого класса = 6 число кинематических пар второго класса рч == 4 тогда подвижность механизма и) = 3 7 — 1) — 2-6 — [c.97]

Прежде чем приступить к дальнейшей задаче — кинематическому анализу шарнирно-рычажного механизма, необходимо произвести его структурный анализ, т. е. выяснить характер кинематических пар, подсчитать число их и число подвижных звеньев и определить описываемые точками этих звеньев траектории. В результате этого анализа после отбрасывания всех цепей наслоения должен получиться механизм [c.8]

V класса. При этом степень подвижности механизма должна соот-Еетствовать числу ведущих звеньев, связанных кинематическими парами со стойкой. При структурном анализе механизма каждое звено и каждая кинематическая пара могут входить только в одну структурную группу. [c.27]

При проектировании машин, приборов, счетно-решакодих и других устройств конструктору приходится выбирать наиболее простые и надежные схемы их механизмов, которые могли бы наилучшим образом выполнять заданные преобразования движения ведущих и ведомых звеньев. При этом работоспособность и надежность устройств во многом зависят от того, насколько правильно выбрана схема построения механизма, его структура. Под структурным анализом механизма понимается определение количества звеньев и кинематических пар, входящих в его состав, классификация последних, определение подвижности, а также установление класса и порядка механизма. [c.23]

Учение о структуре механизмов охватывает собой вопросы, касаютциеся устройства механизмов, т. е. звеньев, из которых они состоят, и способов сцепления этих звеньев между собою (кинематическ. пары). Здесь рещаются задачи на составление кинематическ. схемы механизма по данной его конструкции, определяется число степеней свободы у кинематической цепи, проводится структурный анализ механизмов и излагаются методы синтетич. построения схем новых механизмов по данным условиям. Для решения этих задач применяется преимущественно формальный арифметический метод подсчета числа переменных параметров и условий связи, к-рыми определяется движение механизма. [c.80]

В работах основоположников теории машин и механизмов Л. В. Ассура, И. И. Артоболевского, П. Е. Жуковского и др. показано, что исследование статики и кинематики плоских механизмов с низшими кинематическими парами (и не только их) существенно упрощается и может быть выполнено на основании строгого структурирования механизма. Метод структурного анализа механизмов был впервые предложен Л. В. Ассуром. Суть метода заключается в следующем любой механизм можно получить из основного механизма последовательным наслоением нормальных групп звеньев. [c.132]

Решение. 1) Проводим структурный анализ и устанавливаем класс механизма. Число звеньев k — 6, число подвижных звеньев п = 5, число кинематических пар V класса = 7, степень подвии ности w = Зп — 2pj= 3-5 — 2-7 = [c.47]

Решение. 1) Проводим структурный анализ и устанавливаем класс механизма. Число звеньев равно k = 6, число подвижных звеньев равно п = 5, число кинематических пар V класса Ра = 7. Степень подвижности ш = Зп — 2р = 3-5 — 2-7= 1. Механизм образован так к ведущему звену АВ и стойке ( шену 6) присоединена группа Ассура второго класса первого вида, состоящая из ааеиьев 2 и 3, а к этой группе и стойке присоединена группа второго класса третье-г) вида, состоящая из звеньев 4 а 5. Заданный механизм надо отнести ко второму классу. [c.51]

В книге даются основные понятия и определения теории механизмов и мащии, сведения о структурном анализе и синтезе схем механизмов и их классификация, сущность различных методов синтеза, его этапы, методика синтеза рычажных механизмов, зубчатых механизмов и зацеплений, механизмов прерывистого движения. Рассматриваются аналитические и графические методы кинематического анализа механизмов, основы динамического синтеза и анализа, методы силового расчета плоских рычажных механизмов без учета и с учетом сил трения, механизмов с высшими парами. Значительное внимание уделено основам теории машин-автоматов и их систем управления. [c.3]

В структурной классификации и ирн решении некоторых задач кинематического анализа механизмов с высшими парами пользуются условной заменой выс-1НИХ нар иизнжми. Кажду о выси1ую пару условно заменяют одним добавочным звеном, входящим в две низшие пары. При этом соблюдается условие структурной эквивалентности число степеней слободы механизма не изменяется. Для того [c.12]

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]

Этой же цели служит структурная классификация механизмов, предложенная для плоских механизмов с кинематическими парами 5-го класса И. И. Артоболевским. Согласно этой классификации механизмы объединяются в классы от 1-го и выше по паивысшему классу структурной группы, входящей в механизм. Следовательно, класс механизма определяется в результате его структурного анализа. [c.37]

Структурная формула плоских механизмов. В многозвенных механизмах исследование степени подвижности механизмов при помощи попыток геометрического построения их конфигурации при закреплении наугад нескольКйх звеньев — путь сложный. Однако можно ту же задачу решить вычислением при помощи формулы, составленной для числа степеней свободы механизма. Эта формула выводится на основании анализа кинематических пар с точки зрения числа их степеней свободы в свойственных им относительных движениях. Приведем сначала эту формулу без вывода, который дадим позднее. [c.39]

Порядок кинетостатического анализа. Переходим к определению реакций во всех кинематических парах, для чего предварительно подсчитываем силы инерции. Для рассмотренного выше механизма кузнечного штампа, как и во многих других случаях, можно разнести массы соединительных шатунов по их головкам и присоединить затем разнесённые массы к соседним звеньям. Так, половину массы шатуна 8 можно считать присоединённой к массе ползуна, а вторую половину, — помещённой в точке Н рычага GJH точно так же половину массы звена 6 помещаем в точке О рычага, а вторую половину — в точке F звена 3 наконец, половину массы шатуна 2 относим в точку Л вала и половину — в точку В звена 3. Силы инерции рычага 7 можно считать приводящимися к паре с моментом — /jSj, где Jj — момент инерции рычага относительно его оси вращения, силы инерции звена 4 — к паре с моментом — и силы инерции звена 5 — к паре с моментом — J e . Весами звеньев, кроме ползуна, можно пренебречь из других внешних сил отметим только сопротивление прессуемого изделия, действующее вертикально вверх при опускании ползуна. Произведённый ранее структурный анализ позволяет решить задачу, начиная с исслело- [c.410]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...