Кінематичний ланцюг - це система ланок, з’єднаних за допомогою кінематичних пар
Класифікація кінематичних ланцюгів
Незамкнені - це такі кінематичні ланцюги, які мають ланки, що входять лише в одну кінематичну пару (рис.1.10).
Замкнуті - це кінематичні ланцюги, у яких кожна ланка входить не менше, ніж у дві кінематичні пари (рис.1.11).
Прості - це кінематичні ланцюги, в яких кожна ланка входить не більше, ніж у дві кінематичні пари (рис.1.10, 1.11).
Складні - це кінематичні ланцюга, в яких є хоча б одна ланка, що входить більш ніж у дві кінематичні пари (рис.1.12).
Більшість механізмів утворені замкнутими кінематичними ланцюгами.
рис.1.10 рис.1.11 рис.1.12
ЛЕКЦІЯ 2
Структурна схема механізму. Кінематична схема механізму. Визначення ступеня рухливості механізму. Структурний принцип створення механізмів. Початковий механізм. Групи Асура. Структурний аналіз механізму. Приклади.
Структурна схема механізму – це безмасштабне графічне зображення механізму із застосуванням умовних позначень ланок та кінематичних пар.
Кінематична схема механізму - це структурна схема, виконана в масштабі.
Ступінь рухливості механізму
Ступінь рухливості механізму W – це кількість незалежних рухів, які потрібно підвести до механізму, щоб на виході отримати один або навпаки.
Для плоских механізмів застосовується формулаЧебишева:
деn- число рухомих ланок механізму;
p1- число однорухливих кінематичних пар;
p2- число дворухових кінематичних пар.
Упросторових механізмах ступінь рухливості визначається за формулоюСомова-Малишева:
дер3- число трирухливих кінематичних пар;
р4- число чотирирухливих кінематичних пар;
р5- число п'ятирухомих кінематичних пар.
Більшість механізмів мають ступінь рухливостіW=1. Їх називають раціональними. Ці механізми не чутливі до похибок монтажу, виготовлення та деформування. Такі механізми не вимагають підробітку.
У диференціальних зубчастих механізмівW=2, у роботів і маніпуляторівW=4-8, у основного механізму екскаватораW=4. ЯкщоW=0, отримаємо нерухому конструкцію – ферму.
Структурний принцип утворення механізмів. Групи Асура
Основний принцип утворення механізмів був уперше сформульований у 1916 році українським вченим Леонідом Володимировичем Ассуром – професором Петербурзького політехнічного інституту.
Відповідно до ідеї Л.В.Ассура будь-який механізм утворюється послідовним приєднанням до провідної ланки та стійки кінематичних ланцюгів, що задовольняють умові, що ступінь їхньої рухливостіW=0.
Провідна ланка, що входить у однорухливу кінематичну пару зі стійкою, утворює початковий механізм. (рис.2.1 а, б).
Провідною ланкою може бути як кривошип, так і повзун. Початковому механізму надається 1 клас. Ступінь рухливості початкового механізмуW =1.
Кінематичні ланцюги, які мають ступінь рухливості W=0, називаються групами Ассура.
| + |
Початковий Група Ассура Група Ассура
механізм II клас II клас
1 класW = 0 W = 0 W = 1
Використовуючи наведені визначення, можна сказати, що будь-який механізм утворюється приєднанням до початкового механізму груп Ассура.
Види груп Ассура II класу
Розглянемо кінематичні ланцюги, до складу яких входять лише однорухливі кінематичні пари.
Для групи Ассура
або (2.3)
Оскільки кількість кінематичних пар має бути цілими, кількість ланок групи Ассура може бути лише парними числом. Отже, рівності (2.1) може задовольнити наступний ряд чисел:
n(кількість рухомих ланок ) 2 4 6
p1(число однорухових пар) 3 6 9
Клас групи Асура II III IV і т.д.
До групи Ассура II класу може входити:2 рухомі ланки і 3 кінематичні пари, які необхідні для приєднання ланок до стійки або до інших ланок. Якщо позначити обертальну кінематичну паруВ, а поступальнуП, то можливі такі види груп Асура II класу:
1.ВВВ(рис.2.2); 2.ВВП(рис.2.3); 3.ВПВ(рис.2.4); 4.ППВ (рис.2.5); 5. ПВП (рис. 2.6).
Рис.2.2 Рис.2.3 Рис.2.4
Здавалося б, що, слідуючи шляхом заміни обертальних пар поступальними, можна було б замінити всі три обертальні пари поступальними (ППП). Але в цьому випадку при приєднанні до стійки ця група Ассура переходитиме в плоский механізм з одними поступальними парами - клиновий механізм (рис.1.7).
У групах Ассура розрізняють внутрішні та зовнішні кінематичні пари.