Frol_1-125 (1074089), страница 12
Текст из файла (страница 12)
Если механизм вьшолнить по плоской схеме (рис. 3.12, а), то ои имеет основную подвижность И' =1, определяемую по формуле Чебьппева (3.2), так как механизм содержит три подвижных звена, три вращательные одноподвнжные пары рь — — 3 н одну поступательную парур„=1: И;=Зл — 2р,— р =6 3 — 2 4=1. Если в силу отклонений в расположении элементов кинематических пар за счет погрешностей при изготовлении или деформаций стойки механизм считать пространственным, то следует определить число избыточных связей по формуле (3.3): д= И»е — бл+5рг=1 — 6'3+5'4=3. Для исключения этих трех избыточных связей следует увеличить подвижность кинематическнх пар, т. е.
применить двухподвнжные цилиндрические и трехподвижные сферические пары (рис. 3.12, д): р„=1; р„=1; р =1; р„=1: д=Ио бя+5р1+4р*+Зрз=1 — 6'3+5'2+4'1+3'1=0. Если шатун соединить сферическими парами В и С с ползуном и кривошипом, то появится одна местная И'„подвижность — вращение шатуна относительно своей продольной оси (рис. 3.12, в): р,.= 1; р„= 1; р = г; И; = 1; И'„=1. Тогда д= Юо+ К'„— бл+5рз+ Зрз =1+1 6'3+5 2+3 '2=0. Если выбрать пары так, как это показано на рис. 3.12, 6, то появляется одна групповая И~, подвижность звеньев шатун — ползун при неподвижном крнвошипе: р„=1; р,,=2; р„=1; И'о=1; И;= 1. Тогда д=йо+Иг — бл+5рг+4рг+Зрз=1+1 — 6'3+5'1+4 2+3'1=0.
Проф. Л. Н. Решетов рекомендует в кривошипно-ползуаном механизме взамен сферических пар в необходимых случаях исцользовать кинематическое соединение с одним дополнительным звеном н двумя вращательными парами (рис. 3 12, г): л=4; р гьЗ; рг=2; И' = 1. При зтом д= 1Го — бл+5рз+4рг — — 1 — 6 4+5'3+4'2=0. Таким образом, исключение избыточных связей является многовариантным процессом.
При рассмотрении примеров двухконтурного механизма (рис. 3.12, е, ж, з) следует обратить внимание на возможность появления местных подвижностей, которые должны быль выявлены до подсчета избыточных связей. В механизме, изображенном на рис. 3.12, в, имеются две местные подвижности, так как центры сферических пар расположены на осях цилннпрнческнхпар: л=5;рь=2;ръ=1',рг=2;рз=2; Ио=1, И'»=2- Тогда у=Во+И» — 6л+5р +4рг+Зрз=1+2 6 5+5'3+4'2+3 2=2. При двух избыточных связях условие беспрепятственной сборки контуров не выполняется.
В данном случае можно устрашпь местные подвюкности, сместив центры сферических пар с осей цилиндрических пар (рнс. 3.12, га): л=5; рь.=2; р| = 1', рг=2; рз — 2; 1Го — 1. Тогда и= Ио бл+5рз+4рг+Зрз=1 6'5+5'3+4 2+3'2=0 т. е. при тех же кинематических парах механизм уже не содери:ит избыточных связей и его схема допускает непринужденную сборку замкнутых контуров.
Л. Н. Решетов на примере кривошипно-ползувного механизма с прицепным шатуном показал, что излишнюю подвюкность в одном контуре можно передавать в последующий контур, применяя самоустанавливающуюся плоскую группу звеньев с тремя внеш- ними сферическими парами (рис.
3.12, з): л= 5; р„=2; р„= 2; рз = 3; Тогда д = И' — ба+ 5рг + Зрз — — 1 — б ' 5+ 5 ' 4+ 3 ' 3 = О. Для примера на рис. 3.12 приведены структурные схемы кривошипно-ползуыыого механизма, используемого во многих машинах и устройствах. 1 зл стристувный синткз миинизь1ов При анализе структурной схемы механизма было выявлено, что механизм можно разделить на начальные пары (начальыые звенья) и структурные группы с нулевой подвижностью: И'= и'е+ О+ !с!'+-. + О. В соответствии с этим при синтезе используют прющып наслоения структурных групп (групп Ассура) к начальным звеньям и стойке или к ранее присоединенным структурным группам.
При этом предполагается, что кинематические функции положении, скорости и ускорения внешных пар поводков структурной группы являются заданыыми или уже вычисленыыми на предшествующем этапе синтеза или анализа. Для контура 11 класса (одно звено с двумя парами) должны выполняться следующие уравнения: г Р'=Рг +Рг+Ръ +Р4+Рз = 2; ! ! Иг= бл! — (5рг+4рз+ Зрз+2Р4+Рз) = 0; лг =1. Возможны варанты: а) одно звено с одноподвижной и точечной парами: Рг = 1' Рь = 1. Этому условию отвечают зубчатые передачи с бочкообразыой поверхностью зубьев, кулачковые механизмы с заостреыным или сферическим башмаком на толкателе, механизмы плуыжерных насосов и др. (рис.
313, 6, в, г, Д); б) одыо звеыо с двухподвижыой и четырехподвижной парами: Ръ=11рх=1. Этому условию отвечает, например, кулачковый мехаыизм газораспределения, толкатель которого. имеет одну сферическую пару с пальцем и линейную высшую пару между башмаком и кулачком (автомобыль 'кЖыгулю>) (рис. 3. 13, е); в) одно звено с двумя сферыческыми парамы (р =2) имеет одну местную подвижность (Иг„= 1), и прн присоединении его с ыачальным звеыом образуется ферма (рис.
3.13, а). 58 д) В двухэвенной структурной группе с тремя парами должны вьшолняться следующие соотношения: «,=2; с' Р =Рь+Рз+Рэ+Ра+Рз=3' ! ! УУ; ~ 12 — 5рз — 4Рэ — 3Рэ — 2Р~ — Рз = О. Эти условия выполняются для следующих вариантов: а) Р, =2; Рх= 1 (например, группа ВАВ с двумя вращательными и одной линейной парой в зубчатой передаче); б) Рг = 1, Р1 — — 1, р, =1, т. е.
группа с одноподвижной (В или П), двухподвижнои (Ц или СЛ) и трехподвижной (С или П4 парами. Таяне группы были выявлены, например, при исследовании механизмов, изображенных иа рис. 3.12. В трехзвенной группе с четырьмя парами должны выполнячъся такие условия: «,=3; Х Р!=Рд+Рх+Рз+Ра+Рз=4' ! ! )Г,=18 — 5Р! — 4Рз 3Рз-2Р~ — Рз =О. Варианты групп ВВВС (Р! =3, Рз=1) и ВВ1Щ (Р! =2 и Рх=2) удовлетворяют этим условиям. Аналогично можно проанализировать возможность синтеза механизма с четырьмя звеньями и с пятью или шестью кинематическими парами.
Для четырехзвенной группы с пятью парами есть один вариант: Р! =4; Рз = 1. Для четырехзвенной группы с шестью парами — четыре варианта: 1) Рз=3 Рз=3' 2) Уз=3* Рз=1 Рз=1 Рз=1' 3) рз=3; рз=2; рз=1; 4) рз=2, рз=3, рв=1; Для патизвенной группы с шестью парами возможен один вариант — с шестью однопадввжными парами. Этот вариант реализуется в виде рычажного механизма, называемого шарнирным семизвенником, так как группа присоединяется внешними парами к начальному звену и стойке. На рис.
3.14, а — в приведены структурные схемы некоторых механизмов, у которых присоединяемая группа содержит четыре звена и шесть (три вращательные и три сферические) кннематическвх пар. Механизмы не содержат избыточных контурных связей (л=5; рз=4; рз — — 3; $Г=1). з Тогда о=бл+ $à — 1„(6 — !)Р,=б'5+1 — (5 4+3 3)=0. ! 1 в'словие (2.14) синтеза основной структурной схемы механизма является необходимым условием, но оно может оказатьсл недостаточным для осуществления сборки контура звеньев без натягов.
Сочетание кинематическнх пар в структурной схеме может оказаться таким, что появляются местные или групповые подвижности, наряду с которыми схема механизма содержит одну или несколько избыточных связей, которые не позволяют выполшпь сборку замыкающей кинематической пары, например, из-за отсутствия перемещения в направлении осн, перпендикулярной плоскости вращения начального звена. Наличие избыточных связей и их характер цемсообразно выявлять по методике, сузь которой заключается в анализе подвижностей в каждой кинематической паре замкнутого контура и оценке возможностей сборки замыкающей пары контура звеньев за счет необходимого числа линейных и угловых перемещений.
При этом следует иметь в виду, что линейное сближение элементов пары иногда может быть достигнуто за счет угловых поворотов звеньев. В механизмах различают помимо относительных перемещений звеньев, допускаемых геометрическими связями, также н перемещения, допускаемые податливостью (упругостью) звеньев. В первом случае говорят о сл!Рузолурньзх ппелвнях свободы, характеризующих основное движение звеньев. Во втором случае говорят о ларамезлрическнх елзелвнях свободы, зависящих от конструктивных (масса, жесткость) параметров механизма и режима движения (в частности, частоты возбуждения). Относительное движе,ние звена, обусловленное параметрическвми степенями свободы, суммируется с основным движением зв!ша иногда в виде фона, характеризуемого ма- бО п7 а7 Ряс. 3.15 Рвс.
3.14 лыми перемещениями по сравнен нию с абсолютными перемещени- ями и значительными скоростями Юс н ускорениями. Введение параме- 31' триче1жвх степеней свободы необи ходимо лри анализе и проектиро- вании механизмов и машин виб- 1 рационного н ударного действия, цри проектировании внброзащитных устройств в случае возможности возникновения опасных колебаний, при проектировании оборудования для интенсифвкации и повышения эффективности технологических и транспортных операций.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
