Избыточные связи и местные подвижности в механизме

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]

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]

Отсутствие одной из подвижностей указывает на натяг и избыточную связь. Наличие двух подвижностей одного вида указывает на подвижность в механизме — общую или местную. [c.53]

Перейдем теперь к механизмам, которые придется применить, когда подшипники никак не умещаются внутри сателлита, т. е. когда сателлиты придется ставить на пары пятого класса, сли применить бочкообразный зуб с точечным контактом (пары I2) и одно плавающее звено (см. рис. 5.11, в), то можно избежать избыточных связей. Кардан лучше ставить двойной, так как будут меньше перекосы осей, к которым бочкообразные зубья очень чувствительны, так как у них при этом смещается вдоль оси точка контакта. Две местные подвижности в этом случае не вредны. К сожалению, точечный контакт дает более высокое контактное напряжение, чем линейчатый, и поэтому надо стремиться применять последний. В. Н. Кудрявцев применяет для этого одно плавающее звено на двойном кардане. Плавающим звеном может быть центральное колесо (рис. 5.11, г), венец (рис. 111,й) или водило (рис. 5.11, е). Эти три варианта неравноценны, так как у них трение в зубчатом кардане по-разному влияет на распределение нагрузки на сателлиты. Лучшим является механизм, приведенный на рис. 5.11, г (хотя он имеет большой размер в осевом направлении), а худшим — механизм на рис. 5.11, д (у него наибольшее отношение радиуса плавающего звена к длине кардана). [c.243]

Кинематические пары следует подобрать так, чт(]бы механизм был статически определимым, или же, если это затруднительно, свести к минимуму число избыточных связей. В данном случае механизм будет статически определимым (без избыточных связей), если пара А враш,ательная, пары В и С сферические, пара нор-шень цилиндр цилиндрическая. Тогда, учитывая, что число степеней свободы механизма = И/,, = 1 -(-2 = 3 (две местные подвижности — независимые вращения поршня со штоком и цилиндра относительно своих осей), по формуле Малышева получим q = 0. [c.314]

В кулачково-рычажном механизме имеется два независимых замкнутых контура один контур образован звеньями 9, 10, 11, 6, другой — звеньями 11, 12, 13 и 6. Присоединение к кулачку 9 толкателя 11 с роликом 10 обусловливает одну местную подвижность фю (вращение ролика относительно своей оси) и одну избыточную связь, если принять п=Ъ, р = Ъ я Р4. = (рис. 2.1, а) [c.43]

Неправильная схема пантографа (токоприемника электровоза) показана на рис. 1.13. Здесь имеется лишняя подвижность (местная групповая) — валится верхняя рама. В этом механизме нет избыточных связей (5 = 0). Поэтому лишнюю подвижность можно найти и по структурной формуле (1.1). В механизме на рис. 1.13 подвижность И = 8 (подъем, шесть вращений шатунов вокруг своих осей, один наклон верхних рам). Подставляя подвижности в (1.1), получим д = 8- 6-8 + 5-2 + + 3-10 = 0. [c.36]

Начнем с /". Одна подвижность останется для замыкания контура, две пойдут на замену и /, и одна останется как подвижность механизма. В таблице это распределение условно показано зигзагообразными стрелками каждая стрелка означает единицу подвижности. Одна подвижность /" остается для замыкания контура, другая пойдет на замену / , это вполне возможно, так как звено АВ может повернуться вокруг оси у /" — одна подвижность останется для замыкания контура, другая пойдет на местную подвижность (вращение вокруг оси. х) шатуна АВ. Следовательно, при кинематических парах, изображенных на рис. 1.15, по числителю механизм будет иметь общую подвижность и местную (вращение шатуна вокруг своей оси) и не будет иметь избыточных связей. [c.39]

Механизм с вращающейся кулисой применяли в авиационных звездообразных двигателях с вращающимися цилиндрами (рис. 2.43, д). В этой конструкции ру = 3 и Р1У = 1. По формуле (1.1) найдем q = 2. Избыточные связи можно устранить, поставив на шатуне шаровые головки. Однако при этом возникнут две местные подвижности — вращение поршня и вращение шатуна вокруг своей оси. [c.97]

Кулисный синусный механизм (с бесконечным шатуном) при постоянном усилии на ползуне дает наибольший момент на кривошипе в середине хода, наименьшие моменты — по концам хода. Эта характеристика моментов выгодна для электрических аппаратов, так как исключает возможность застревания аппарата в про.межу-точном положении. Плоская схема этого механизма (см. рис. 2.44, а) избыточных связей, определяемых по формуле (1.5) или (1.6), не имеет. В этой схеме две поступательные и две вращательные пары. В ней возможно применение трех цилиндрических пар с взаимно перпендикулярными осями, т. е. р = 1 и р1у = 3. При этом не возникает ни местных подвижностей (как получилось бы, если оси цилиндрических пар были параллельны), ни избыточных связей. Такая конструкция показана на рис. 2.44,6. [c.97]

В этом механизме подвижность равна двум это основная и местная — вращение тяги 6 вокруг своей оси. Избыточные связи, рассчитанные по (1.1) или (1.2), отсутствуют (см. таблицу слева внизу на рис. 5.22). Но число контуров к = р — п = 13. [c.255]

Конструирование механизмов без избыточных связей и местных подвижностей является сложной задачей, так как выявить наличие избыточных связей и местных подвижностей в проектируемом механиз1 е можно только по результатам структурного анализа, выполняемого Б процессе проектирования механизма. [c.399]

Избыточные связи и местные подвижности влияют на точность и надежность функционирования механизмов, но степень их влияния различна. Избыточные связи порождают статическую неопределимость механизма, вследствие чего его сборка без объемных деформаций невозможна, Последние увеличивают напряжение в звеньях и трение во время работы механизма, и все это отрицательно сказывается на точности его функционирования. Повысить точность и надежность функ-цнокя[)овання такого механизма можно только за счет доводок и специальных регулировок при его изготовлении, следовательно, избыточные связи всегда приводят к повышению трудоемкости изготовления, [c.398]

В табл. 9.2 приняты следующие обозначения k — число за , киутых контуров в механизме х — смещение по оси х, у — по оси у и г — по сси 2 (fx — поворот вокруг оси X, фи — вокруг оси у и фг — вокруг оси г / — число местных подвижностей в механизме q — число избыточных связей в механизме w — число независимых рабочих движений (число ведущих звеньев в 5exaнизмe). [c.404]

С местной подвижностью дело обстоит иначе она зависит от того, к. какому звену относится. Если местную подвижность имеет звено, входящее в следующий контур, то она войдет в число подвижносте11 этого контура и может служить для устранения в нем Избыточных связей. Если местную подвижность имеет звено, не входящее в следующие контуры, то она останется местной подвижностью. механизма. Поясним это на при.мере механизма с прицепным шатуном (рис. 1.181. [c.42]

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]

В общей подвижности участвуют все кинематические пары, а в местной — обычно две. Из двух подвижностей этих пар одна идет на замыкание контура (на сборку), другая выходит из контура как местная подвижность. Разделять, какая подвижность куда пойдет бессмысленно, а может быть, и невозможно. На схеме целесообразно соединять их скобкой, от которой выводить стрелку, обозначающую местную подвижность. Такой комплекс означает- одну местную подвижность и одну подвижность, использованную на замыкание контура (см. раз.д. 6.13). Местные подвижности в самоустанавливающихся механизмах получаются н случае, когда в одном из контуров есть лишние подвижности, кроме необходимых ия обшей подвижности и для устранения избыточных связей. Эти подвижности об-разуюпся вс-че.тствие увеличения подвижности кинематических пар или в результате добавления новых пар. Иногда юбавляется одна кине.матическая пара, но в местной подвижности их участвует не менее двух. [c.43]

Пара IV шаровая со штифтом имеет линейчатый контакт, поэтому непригодна для передачи больших сил. Она очень неконструктивна и ее почти невозможно вьшолнить на подшипниках качения. Поэтому ее заменяют цилиндрической парой /Кг (рис. 2.29,в — прессы и 2.29,г — паровозы на подшипниках качения). Необходимо отметить, что в механизме на рис. 2.28, а нельзя две пары /Кз заменить двумя парами /Кг, так как тогда появится избыточная связь и недопустимая местная подвижность (шатун снимается с механизма). [c.82]

Рис. 2.89. Рациоиалыгые схемы кривошипно-ползуниого механизма. Все пять схем лишены избыточных связей. Сферический шарнир со штифтом (пара IV, схемы а и б) имеет линейчатый контакт и для передачи больших сил схема не применима. Лучше, если цилиндрическая пара JV стоит на пальце кривошипа (схема в), чем на ползуне (схема г). Пару IV труднее осуществить на подшипниках качения, поэтому ее следует заменить на пару 111 (схема д), при этом появится местная подвижность (W =2) — вращение шатуна вокруг собственной оси. Схемы гид предпочтительней. Римскими цифрами обозначен класс пары по числу вносимых условий связи.

П]) анал1гзе структуры механизмов могут встретиться степени свобод >1 и условия связи, которые не влияют на характер движения меха и зма в. целом. Такие степени свободы — создают в механизме избыточтле — местные подвижности, а условия связи — избыточные связи в механизме. [c.398]

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]

Для сравнения рассмотрим тот же механизм, но с вращательной парой в точке А (рис. 1.15 — середина таблицы) изменятся только угловые подвижности /" и /", каждая из которых будет равна единице, так как имеется одна шаровая пара, а не две. Также будут равны нулю все три линейные подвижности. Также сохранится условие = 4 и распределение этих подвижностей. Здесь подвижность /1 = О и заменить ее нечем, так как подвижности /" = 1 и /" = 1, то они пойдут на замыкание контура, и использовать их на замену линейной подвижности невозможно. С.ледовательно, подвижность вдоль оси z отсутствует, будет натяг и избыточная связь, что и показано стрелкой в таблице. Местной подвижности не будет, так как /i = 1 и нет избытка угловой подвижности. Следовательно, при кинема- [c.39]

В механизмах А. И. Кравченко (см. рис. 3.39,е) и Альстом (см. рис. 3.39, ж) вращающий момент передается через плавающую рамку, которая висит на поводках. Чтобы рамка оставалась в заданной плоскости, она должна направляться тремя поводка.ми, так как плоскость определяют три точки. Четвертый поводок, во избежание избыточных связей, не должен быть направляющим. Поэтому на обоих концах у него должны быть шаровые пары ПГг- Здесь имеется одна местная подвижность - вращение вокруг своей оси. У каждого направляющего поводка должна быть одна вращательная пара К, и одна сферическая Ш г опорная точка. Чтобы лучше направлять плавающую рамку, следует опорные точки расположить как можно дальше друг от друга. В соответствии с этим на рис. 3.39, е и ж выбрано расположение вращательных и шаровых пар. По (1.1) найдем 4 = 2-6-7 + 5-5 + 3-5 = 0. [c.147]

У одного контура подвижности будут по осям X, у и ы, у другого — по осям у, г и м, и так как эти оси не лежат в одной плоскости, то замыкание контуров обеспечено. Угловая подвижность вокруг оси и одна на два контура. Заменить ее нечем, так как имеюшиеся угловые подвижности направлены вокруг осей х, у и 7, расположенных в плоскости, перпендикулярной к оси и, и никакой слагаемой подвижности вокруг оси и дать не могут. Недостаюшая угловая подвижность приведет к избыточной связи, которая дает неравномерное распределение нагрузки по длине зуба. Угловые подвижности распределятся следующим образом подвижность вокруг оси 2 пойдет на движение механизма подвижность вокруг оси у — на местную подвижность второго колеса. Поэтому в рассмотренной передаче п = 2 и q = I. [c.189]

Для устранения избыточных связей следует заменить их одним сферическим, роликовым, расположенным в средней плоскости шестерни (рис. 4.33). Сателлиты следует поставить на сферические подшипники. Так как механизм трехступенчатый, то желательно между первым и вторым соединительными звеньями установить сферический подшипник. Это уменьшит число местных подвижностей. Правда, остается одна местная подвижность — вращение шестерни последней ступени вокруг оси, перпендикулярной к плоскости чертежа. Она безвредна, так как опыт показывает, что такие подвижности хорошо демпфируются трением в зубьях и никогда не вызывают резонансных колебаний. [c.205]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...