Лабораторная работа № 2. Структурный анализ механизмов, страница 3

Число подвижных звеньев механизма  n = 4 (показаны сплошными линиями), число низших пар p₁ = 4, число высших пар p₂ = 2. Число степеней свободы W = 3×4 – 2×4 – 2 = 2. Заменяем высшие пары низшими. Для этого в точках B и E (рис. 2.16) ставим ползуны (штриховыми линиями), в центрах кривизны O₁ и O₂ цилиндров — шарниры, которые соединяем стержнями с ползунами. Введенные в результате замены звенья 5 и 6 содержат по одной вращательной и одной поступательной паре. Составляем таблицу пар и звеньев заменяющего механизма (табл. 2.5).

Таблица 2.5. Таблица пар и звеньев

В заменяющем механизме (рис. 2.16) n = 6 и p₁ = 8. Число степеней свободы W = 3×6 – 2×8 = 2. Структурная эквивалентность соблюдается, так как число степеней свободы осталось прежним. Начинаем отсоединение с наиболее удаленного звена CD. Кинематическая цепь, состоящая из звеньев 2 и 3, не является группой Ассура, так как включает не 3, а 4 кинематические пары (B, C, D, E). Поэтому отсоединяем группу Ассура более высокого класса, состоящую из четырех звеньев (2, 3, 5, 6) и шести пар (рис. 2.17). Данная группа Ассура относится к III классу (звено 2 входит в три пары — B, C и E) и 3-му порядку (свободные пары O₁, O₂ и D). Остаются два начальных механизма I класса.

Рис. 2.17. Отсоединение групп Ассура

Формула строения заменяющего механизма

I(1) – III₃(5, 2, 3, 6) – I(4).

Заданный механизм - III класса.

Г) Механизм с высшими парами.

В качестве второго примера механизма с высшими парами рассмотрен механизм указателя вертикальной скорости самолета (рис. 2.18).

Рис. 2.18. Механизм указателя вертикальной скорости самолёта

Вычерчиваем кинематическую схему. Механизм состоит из звеньев: 1 – ползун, 2 – шатун, 3 – коромысло, 4 и 5 – зубчатые колёса. Таблицу пар и звеньев в примере опускаем. Число звеньев механизма n = 5, число низших пар p₁ = 6 (A, B, C, D, F, H), число высших пар p₂ = 2 (E, G). Число степеней свободы W = 3×5 – 2×6 – 2 = 1.

Выполняем замену высших пар низшими. В центрах кривизны O₁, O₂ и O₃ ставим шарниры. В точке Е ставим ползун и соединяем его с шарниром O₁, шарниры O₂ и O₃ соединяем друг с другом дополнительным звеном 6, с шарниром Н — звеном 5 и с шарниром F — элементом звена 4. Заменяющий механизм на рис. 2.18 строим сплошными основными и штрихпунктирными линиями. Его число степеней свободы W = 3×7 – 2×10 = 1. Структурная эквивалентность выполняется.

Отсоединяем последовательно вначале наиболее удаленную диаду O₂O₃H (1-го вида, рис. 2.19), затем диады O₁EF (3-го вида) и BCD (1-го вида). Остается начальный механизм I класса. Формула строения:

I(1) – II₁(2, 3) – II₃(7, 4) – II₁(6, 5).

Механизм относится ко II классу.

Рис. 2.19. Отсоединение групп Ассура

Порядок выполнения работы

1. Ознакомиться с моделями плоских рычажных механизмов.

2. По заданной модели составить кинематическую схему. Пронумеровать звенья и обозначить кинематические пары буквами. Привести названия всех звеньев.

3. Составить таблицу по образцу табл. 2.2.

4. Определить число степеней свободы механизма по формуле (2.1).