Структура кинематических пар

Хотя в ферме стержни скрепляются неподвижно сваркой или клепкой, при расчетах эти соединения принимают за вращательные пары (шарниры). Для проверки неизменяемости и статической определимости плоской фермы пригодна формула (1). Пассивные связи, появляющиеся вследствие особенностей соотношения размеров и расположения стержней по типу фиг. 5, в фермах обычно отсутствуют. Опоры ферм, имеющие структуру кинематической пары по фиг. 3, обозначают в схемах как показано для правой опоры фермы на фиг. 7, а. [c.128]

Кинематическая схема механизма дает полное представление о структуре механизма и определяет его кинематические свойства. Она является графическим изображением механизма посредством условных обозначений звеньев и кинематических пар с указанием размеров, которые необходимы для кинематического анализа механизма. [c.15]

Чтобы изучить движение механизма, недостаточно знать структуру его, т. е. число звеньев, число и классы кинематических пар. [c.33]

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]

Если в плоском механизме имеются высшие кинематические пары, то исследование его структуры выполняется по схеме заменяющего механизма. Следует также иметь в виду, что класс механизма соответствует классу наивысшей группы, входящей в его состав. [c.28]

Существуют общие закономерности в структуре (строении) самых различных механизмов, связывающие число степеней свободы W механизма с числом звеньев и числом и видом его кинематических пар. Эти закономерности носят название структурных формул механизмов [c.32]

Применение конструкций с дополнительными связями между элементами кинематической пары возможно при достаточной жесткости звеньев и особенно стойки (корпуса, станины и рамы). Деформация звеньев при воздействии нагрузок не должна приводить к заклиниванию элементов кинематических пар или их повышенному изнашиванию. Механизмы, которые удовлетворяют требованиям приспособляемости к деформации звеньев, надежности, долговечности и технологичности конструкции, обладают оптимальной структурой. [c.47]

Для реальных механизмов стремятся разработать такую структурную схему, которая устраняла бы возможность возникновения дополнительных нагрузок в кинематических парах за счет изменения конфигурации контура звеньев независимо от точности изготовления деталей или деформируемости стойки и других звеньев. Механизмы с оптимальной структурой хорошо себя зарекомендовали в эксплуатации. Имеется много примеров, когда устранение избыточных контурных связей обеспечивало высокую надежность, снижение износа деталей, повышение коэффициента полезного действия машины, снижение эксплуатационных расходов [7]. [c.50]

В частном случае замкнутая кинематическая цепь механизма с одной степенью свободы (№ = ) и одним контуром без избыточных связей (д=0) должна иметь такой набор кинематических пар, чтобы сумма их подвижностей была равна семи для пространственного механизма и четырем — для плоского механизма. Последующие присоединяемые группы звеньев, образующие после присоединения замкнутый контур, должны иметь в своем составе набор кинематических пар, сумма подвижностей которого равна шести для пространственного механизма и трем — для плоского механизма. Учитывая, что в реальных механизмах возможны деформации стойки или других звеньев, любой механизм с оптимальной структурой рассматривается как пространственный. [c.52]

Если при синтезе механизма с оптимальной структурой необходимо применить только одноподвижные кинематические пары, то минимальное число звеньев в присоединяемой группе равно пяти (я, =5), а число кинематических пар равно шести В этом случае соотношение (2.14) имеет следующее частное выра- [c.56]

Механизм может иметь несколько входных и одно выходное звено и наоборот. Конструктивно выходное звено одного механизма одновременно может быть входным звеном другого, присоединенного к нему механизма. Входные и выходные звенья механизма связаны между собой кинематическими цепями, структура и геометрия которых обеспечивают заданное определенное относительное движение входных и выходных звеньев. Движение этих звеньев рассматривается относительно неподвижной координатной системы, связанной со стойкой. Чаще всего входное звено механизма соединяется со стойкой кинематическими парами 5-го класса (рис. 2.1). [c.13]

Механизмы с низшими кинематическими парами нашли широкое применение в машиностроении и приборостроении благодаря возможности обеспечения требуемого преобразования движения при простоте геометрической формы звеньев и элементов кинематических пар. Важное функциональное качество их — это возможность воспроизвести точно или с заданной степенью приближения практически любой закон движения или траекторию исполнительного органа при соответствующем выборе структуры механизма и разме- [c.54]

Структура механизмов — это раздел курса, в котором изучается строение механизмов. Систему тел, предназначенную для преобразования движения одного или нескольких твердых тел в требуемые движения других твердых тел, называют механизмом. Соединение двух соприкасающихся звеньев, допускающее их относительное движение, называется кинематической парой. Каждое из двух тел, составляющих кинематическую пару, называется звеном. Совокупность поверхностей, линий или точек звеньев, по которым они могут соприкасаться, образуя кинематическую пару, называют элементами кинематической пары. [c.4]

Определяем структуру заменяющего механизма (рис, 1.14, в) в том порядке, который указан в- примере 1.1, и составляем таблицу кинематических пар [c.12]

В механизмах с условно неподвижной опорой D (рис. 1.30, а) и условно жестким шатуном D (рис. 1.30,6) при движении ползуна 5 пружина 6 практически не деформируется. При значительном возрастании технологической нагрузки ползун 5 останавливается и пружина 6 начинает деформироваться. Определить структуру каждого механизма при подвижном и неподвижном ползуне 5 Для каждого случая определить количество подвижных звеньев и кинематических пар и число степеней подвижности. Составить формулы строения механизмов. [c.19]

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]

Структура механизма должна обеспечивать возможность относительных движений его звеньев, образующих различные кинематические пары. Известно, что движение каждой материальной системы происходит под действием сил, приложенных к ее звеньям. Силы взаимодействия звеньев, об-образующих кинематическую- пару, можно разложить на нормальные и тангенциальные (силы трения) составляющие. Движение механизма в заданном промежутке изменения обобщенных координат возможно, если всюду в этом промежутке [c.20]

Преобразование координат кинематических пар и принципы машинного анализа структуры механизмов [c.38]

Структура простой зубчатой передачи (рис. 6.1) характеризуется наличием двух звеньев в виде цилиндрических зубчатых колес с вращательными кинематическими парами 0 —1 и Оз—2, связанными со стойкой О и высшей парой 1 — 2, в которой и происходит соприкасание двух профилей зуба. Следовательно, подобная передача представляет собой трехзвенную замкнутую кинематическую цепь. [c.202]

Как видно из схемы, механизм манипулятора образован из пространственной незамкнутой кинематической цепи. Звенья этой цепи по аналогии с рукой человека имеют названия О — корпус, 1 — плечо, 2 — предплечье, 3 — кисть или захват, —палец. Звено 4 при рассмотрении структуры, кинематики и динамики манипулятора объединяется со звеном 3. Поэтому считаем, что кинематическая цепь манипулятора, показанного на рис. 146, состоит из стойки (корпуса) и трех подвижных звеньев. Кинематическая пара 1—2 выполняется как вращательная, а пары 1—О и 2—3 — как сферические трехподвижные, причем они часто заменяются кинематическими соединениями, составленными из вращательных пар, оси которых пересекаются (см. табл. 2). Следовательно, рассматриваемый манипулятор имеет семь степеней свободы, так как число степеней свободы незамкнутой кинематической цепи равно сумме подвижностей кинематических пар. Захват в этом манипуляторе может занять любое положение в пространстве в пределах, определяемых конструктивными размерами звеньев. [c.262]

Последовательность кинетостатического расчета определяется структурой механизма, характеризуемой порядком расчленения механизма на отдельные группы, начиная от ведущего звена. Это исследование механизма, как указано выше, начинается с анализа последней (считая от ведущего звена) присоединенной группы и заканчивается последовательным переходом от одной группы к другой, анализом ведущего звена. Для ведущего звена можно составить три уравнения равновесия. Неизвестных величин, подлежащих определению, имеется две — величина и линия действия давления в кинематической паре (ведущее звено — стойка), если ведущее звено совершает вращательное движение, и величина и точка приложения, если оно входит со стойкой в поступательную пару. Поэтому для ведущего звена, после того как прибавлены силы инерции, число уравнений равновесия, которое можно составить, превышает на единицу число неизвестных величин, подлежащих определению. Третье уравнение равновесия дает возможность определить уравновешивающую силу Ру или уравновешивающий момент Му, который нужно приложить к ведущему звену — кривошипу для уравновешивания всех сил, действующих на звенья механизма при вращении кривошипа. Звено, к которому приложена уравновешивающая сила Ру, при силовом расчете будем считать начальным звеном механизма. Реакция в начальном вращательном механизме зависит от способа передачи энергии начальному звену источником энергии. [c.359]

Структура кинематических цепей манипуляторов. Структурные схемы кинематических цепей манипуляторов довольно разнообразны. Они отличаются числом звеньев, видами и расположением кинематических пар различной подвижности, числом степеней свободы. На рис. 206 показаны четыре схемы, применяемые в отечественных и зарубежных манипуляторах. Простейший пространственный манипулятор (рис. 206. а) имеет три подвижных звена, одну вращательную и две сферические пары, [c.553]

Функция (4.28) задается в некоторой системе координат. Наилучшим решением задачи синтеза было бы то, при котором требуемая функция (4.28) принципиально точно могла бы быть реализована подходящим механизмом как по структуре, так и по его геометрическим параметрам. Однако такое соответствие не всегда может быть обеспечено ввиду недостаточной изученности множества механизмов, а также и потому, что принципиально точное соответствие схемы механизма заданной функции не гарантирует абсолютную точность воспроизведения функции вследствие погрешностей изготовления звеньев, наличия зазоров в кинематических парах, износа их элементов и других причин. Из-за этого в синтезе механизмов широкое применение нашли методы приближения функций. [c.90]

Базой для создания теории структуры механизмов, их классификации явились исследования Л. В. Ассура. Им было показано, что любой механизм можно рассматривать как совокупность звеньев и кинематических цепей, удовлетворяющих определенным математическим зависимостям, связывающим число звеньев, класс кинематических пар, число степеней свободы и число условий связи, положенных на элементы звеньев, входящих в кинематические пары. Эти зависимости получили в дальнейшем название структурных формул механизмов. [c.26]

Итак, сделаем попытку подытожить актив механики машин в теории шарнирных механизмов, которым овладели к концу первого десятилетия XX века. По вопросам структуры механизмов был сделан большой задел, не объединенный общей мыслью. В сущности лишь теория кинематических пар была поставлена на прочное основание. Были заложены основы синтеза механизмов, однако отсутствовала теория, которая связала бы все шарнирные механизмы в единую систему по некоторым объектив- [c.90]

В качестве примера И. И. Артоболевский анализирует особенности структуры кинематических цепей открытого типа. Здесь дается также точное определение одному из основных понятий теории структуры — группе. Группой называется такая кинематическая цепь, которая после ее присоединения крайними свободными элементами пар к стойке будет обладать нулевой степенью подвижности и которая не может быть расчленена на самостоятельные кинематические цепи нулевой степени подвижности. Напомним, что Ассур не различает понятий группы и цепи, одинаково пользуясь ими обоими. [c.198]

Вопрос о замене пар различных классов эквивалентными цепями, образованными парами V класса, имеет важное значение не только с точки зрения обобщения теории структуры кинематических цепей и методов их анализа, но и с точки зрения конструктивного оформления элементов кинематических пар. Известно, что наиболее простыми с точки зрения технологической обработки являются пары, элементы которых выполнены по плоскостям или круглым цилиндрическим поверхностям. Более надежными с точки зрения прочности, трения, износа и т. д. являются низшие пары с цилиндрическими или плоскостными элементами. Весьма трудными являются операции технологической обработки шаровых поверхностей, особенно с внутренней шаровой поверхности 11 т. д. Поэтому рассмотрим вопрос о том, какими цепями с парами только V класса могут быть заменены низшие и высшие пары IV, III, II и I классов. [c.241]

Обычно решить вышеуказанные задачи синтеза можно с помощью механизмов различной структуры, некоторые из которых имеюг только низшие кинематические пары, а в состав других входят и низшие и высшие кинематические napyj. [c.414]

При синтезе механизма с оптимальной структурой учитывают, что стойка, которая обычно рассматривается как жесткое неподвижное звено, в реальных машинах под действием приложенных нагрузок испытывает деформации. Эти деформации могут оказывать влияние на относительное положение элементов кинематических пар не только в пределах одной кинематической пары, как это было рассмотрено в 2.6, но и в пределах замкнутых кинематических цепей механизма. При неправильном выборе структурной схемы (например, в предположении движения звеньев по схеме плоского механизма) в процессе эксплуатации возможны заклинивание ( заш,емление ) некоторых элементов кинематических пар, появление значительных дополнительных нагрузок из-за перекоса, изгиба, растяжения звеньев, чрезмерного изнашивания элементов кинематических пар, низкая надежность и частые отказы конструкции. Подобные явления могут иметь место, например, в тяжелонагруженных механизмах технологического оборудования (прессы, прокатные станы, литейные машины и т. п.), в сельскохозяйственных и транспортных машинах. [c.50]

В структурном синтезе механизмов разрабатываются кинематические цепи с минимальным количеством звеньев для преобразования движения заданного количества входных звеньев в требуемые дзиже-жения выходных. Результатом структурного синтеза механизма является его структурная схема, указывающая звенья и характер их взаимосвязи (класс кинематических пар). Выходное звено может двигаться с постоянной или переменной скоростью. Движение это бывает непрерывное или прерывистое (с остановками), неизменное или циклически изменяющееся. Для направляющих механизмов важно, чтобы траектории точек выходного звена соответствовали заданным. Задачи структурного синтеза многовариантны. Одно и то же преобразование движения получают различными по структуре механизмами. Поэтому при выборе оптимальной структурной схемы учитываются технология изготовления звеньев и кинематических пар, а также условия эксплуатации механизмов. [c.24]

Р. П. Войня и М. К. Атанасиу разработали метод определения подвижности механизмов с низшими кинематическими парами любой структуры с учетом нормальных сил взаимодействия звеньев. Этот метод основан на принципе возможных перемещений необходимое и достаточное условие равновесия сил и пар сил Й,-, приложенных к материальной системе с идеальными связями, состоит в равенстве нулю суммы работ этих сил и пар сил на возможных перемещениях 5, и точек и звеньев приложения сил и пар сил этой системы (см. обозначения на рис. 2.4, а) [c.21]

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]

Ф. Рело ввел в теорию механизмов понятие о кинематической паре и кинематической цепи как единой совокупности кинематических пар. Это позволило при изучении структуры механизмов отойти от описательного метода изучения различных механизмов, создаваемых человеком, перейти к научному анализу механизмов как механических устройств с различным сочетанием кинематических пар. Но уже в 20-х годах нашего столетия стало очевидным, что на основе только учения Ф. Рело о кинематических парах нельзя создать стройной классификационной системы механизмов. Потребовалось много усилий для того, чтобы такая система была создана. В основу классификации был положен признак единства методов кинематического анализа механизмов, принадлежащих к одному и тому же классу. [c.26]

Чтобы разложить механизм на элементарные составляющие, следовало решить вопрос, какую структуру надо считать элементарным механизмом, какую форму должен иметь элементарный механизм, можно ли изменять его форму и каким образом производить это последнее действие. Очевидно, теория кинематических пар Рело хотя и явилась крупнейшим подспорьем при решении этого вопроса, все же не смогла дать на него ответа, ибо кинематическая пара была только иным выражением математического понятия связи и, хотя определялась сочетанием двух материальных тел, сама не представляла собой материального тела. Это понял и сам Рело, принявший в качестве элементарного механизма шарнирный четырех-звенник в этом за ним последовал и Бурместер. Рело доказал также, что кривошипно-ползунный механизм является частным случаем шарнирного четырехзвенника и получается из него в том случае, если длина коромысла бесконечно увеличивается. Однако методика, предложенная Рело, не могла дать какой-либо рецепт для созидания новых механизмов можно было лишь с большим или меньшим искусством разыскивать разнообразнейшие варианты все того же четырехзвенника. [c.95]

При определении давлений в парах механизма Ассур, как и в кинематическом анализе, пользуется своей системой структуры кинематических цепей. Тогда задача сводится к определению таких давлений между 3BeHbiaMH нормальной цепи, соединенной с кривошипом и с основанием и нагруженной силами. Если механизм состоит из наслоения таких цепей, то надо расчет начинать от последней цепи. Определив давления элементов последней цепи на элементы оставшихся цепей, отсоединяем последнюю цепь и переходим к следуюш ей. Продолн аем наше исследование таким образом до тех пор, пока не дойдем до кривошипа. [c.159]

Развивая теорию кинематических пар и исходя из количества связей, накладываемых на относительное движение звеньев, Артоболевский различает кинематические пары от первого до пятого класса. При этом любая простая пара может быть заменена кинематической цепью, состоящей из ряда звеньев, входящих только в пары пятого класса. На этом основании можно свести исследование структуры цепей, образованных простыми парами, к исследованию цепей с парами только пятого класса. Замечание это вводит единство в исследование механизмов и теоретически обосновывает возможность исследования структуры механизмов в единообразных схемах. Несомненно, замечание это отображает мысль, идентичную той, которая была высказана Сильвестром и впоследствии Ассуром. [c.197]

Для выяснения структуры присоединяемых цепей пер-ного семейства надо воспользоваться уравнением (2). Тогда аналогично цепям нулевого семейства присоединяемые цепи первого семейства могут быть образованы из групп первого семейства, показанных в табл. 3 и 4, путем отсоединения от них одного, двух, трех или четырех звеньев и элементов кинематических пар. Цепи остальных семейств, присоединяемые к основному контуру для получения группы, могут быть определены аналогичным путем. [c.228]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...