Учебное пособие по курсу "Теория механизмов и машин", страница 9

Рис. 3.6

Замена внутренней вращательной пары поступательной дает диаду 3-го вида (рис. 3.7). При замене двух крайних вращательных пар поступательными образуется диада 4–го вида (рис. 3.8), одной крайней и одной средней вращательных пар поступательными — диада 5-го вида (рис. 3.9).

Начальное звено со стойкой условно названы начальным механизмом I класса. Начальному звену при исследовании механизма присваивают обобщенную координату. За начальное принимают звено, с которого проще осуществить анализ механизма. Это может быть входное (ведущее) звено — в технологических машинах или выходное (ведомое) звено — в двигателях. Начальный механизм — кинематическая цепь, состоящая из вращающегося звена (кривошипа) и стойки (рис. 3.10) или из ползуна и стойки. Его число степеней свободы W = 3×1 – 2×1 = 1.

Рис. 3.10

NB 3.6. Начальный механизм I класса — кинематическая цепь, состоящая из одного подвижного звена, стойки и кинематической пары с числом степеней свободы, равным единице.

Лекция № 3

3.7. Структурный синтез плоских рычажных механизмов

Проектирование механизмов включает два основных этапа:

а) структурный синтез (проектирование схемы) и б) параметрический синтез — определение основных размеров.

Рассмотрен структурный синтез плоских рычажных механизмов. Л.В. Ассур показал, что плоский рычажный механизм может быть образован из начального механизма I класса и присоединенных структурных групп (групп Ассура). Как известно, начальное звено со стойкой имеет число степеней свободы W = 1. Присоединенные к начальному механизму I класса группы Ассура с  не изменяют числа степеней свободы новой кинематической цепи.

NB 3.7. Структурный синтез плоских механизмов заключается в присоединении групп Ассура к начальному механизму I класса.

Число степеней свободы механизма, образованного по Ассуру, равно числу начальных механизмов. Присоединение к начальному механизму диады 1-го вида образует механизм шарнирного четырехзвенника (рис. 3.11). Здесь звенья 1 и 3 могут быть кривошипом или коромыслом. Кривошип — звено, имеющее возможность полного проворота. Коромысло — звено, совершающее качательное движение. Звено 2 — шатун; это звено, имеющее сложное движение; шатун не присоединяется к стойке в отличие от кривошипа и коромысла. Число степеней свободы механизма W = 3·3 – 4·2 = 1.

Шарнирный четырехзвенник является базовым представителем диадных механизмов. Он содержит только вращательные кинематические пары и потому называется шарнирным. Применяется в путевых, сельскохозяйственных, снегоуборочных, пищевых и других машинах в трех разновидностях: кривошипно-коромысловый (наиболее распространенный), двухкривошипный и двухкоромысловый механизмы (подробнее рассматривается в  теме 10).

Механизм, образованный начальным механизмом I класса и присоединенной диадой 2-го вида (рис. 3.12), называется кривошипно-ползунным. Он применяется во многих машинах (двигатели внутреннего сгорания, компрессоры, насосы и т.п.). В механизме звено 2 — шатун, звено 3 — ползун; это звено, совершающее поступательное движение. Механизм называется рычажным, так же как и многие механизмы с низшими парами. Механизм предназначен для преобразования вращательного движения в поступательное и наоборот.

Присоединение к начальному звену диады 3-го вида дает кривошипно-кулисный механизм, где звено 2 — камень кулисы, а звено 3 — кулиса; это подвижная направляющая, в данном случае вращающаяся (рис. 3.13). Добавление к нему диады 2-го вида образует механизм поперечно-строгального станка (рис. 3.14) с числом степеней свободы W = 3×5 – 2×7 = 1. Кулисные механизмы применяют в машинах, у которых надо обеспечить асимметричный цикл — длительный рабочий и быстрый холостой ход.