Механизмы с высшими кинематическими парами и их классификация

К механизмам с высшими КП относятся любые механизмы в состав которых входит хотя бы одна высшая пара. Простейший типовой механизм с высшей парой состоит из двух подвижных звеньев, образующих между собой высшую кинематическую пару, а со стойкой низшие (вращательные или поступательные) пары. К простейшим механизмам с высшей парой относятся: фрикционные передачи (рис. 2.10), зубчатые передачи (рис. 2.8), кулачковые механизмы (рис. 2.2), поводковые механизмы (в том числе и мальтийские - рис. 2.11).

Структурные схемы простейших механизмов с высшими кинематическими

парами

 

1 2 B C     A   Рис. 2.10

1 А В С   2 0 Рис. 2.11

 

Кулачковым механизмом называется механизм с высшей парой, ведущее звено которого выполнено в форме замкнутой криволинейной поверхности и называется кулачком (рис. 2.2). Зубчатыми механизмами называются механизмы звенья которых снабжены зубьями. Рабочие поверхности зубьев должны быть выполнены так, чтобы обеспечивать передачу и преобразование движения по заданному закону за счет их зацепления (рис. 2.8). Фрикционными механизмами или передачами сцепления называются механизмы с высшей парой в которых передача движения в высшей паре осуществляется за счет сил сцепления или трения в зоне контакта (рис. 2.10). Условия, которым должны удовлетворять рабочие поверхности высших пар, формулируются в разделе теории механизмов - теории зацепления или теории высшей пары.

ОТВЕТ 4) Образование механизмов по Ассуру Л.В.

Для решения задач синтеза и анализа сложных рычажных механизмов профессором Петербургского университета Ассуром Л.В. была предложена оригинальная структурная классификация. По этой классификации любой рычажный механизм не имеющий изыточных связей и местных подвижностей может быть образован путём присоединения к начальному (первичному) механизму групп звеньев с нулевой степенью подвижности (групп Ассура (см. рис. 2.12).

Структурный синтез механизма по Ассуру   Механизм = Начальный + Начальный +.... + Структурная + Структурная +... с W 0 механизм механизм группа группа W 0 W =0   Структурный анализ механизма по Ассуру

Под начальным механизмом понимают механизм, состоящий из двух звеньев (одно из которых неподвижное – стойка) образующих кинематическую пару с одной W_пм=1 или несколькими W_пм>1 подвижностями. Примеры начальных механизмов даны на рис. 2.13.

 

с W=1 Начальные c W >1 механизмы   1 z 1 0101 y x 0 0 1 1 z B1п D3пл   y 0 x 0

Структурной группой Ассура (или группой нулевой подвижности) называется кинематическая цепь, образованная только подвижными звеньями механизма, подвижность которой (на плоскости и в пространстве) равна нулю (W_гр = 0).

Для плоских механизмов с низшими парами структурная формула групп Ассура имеет вид:

W = 3 · n - 2 · p₅= 0,

откуда

Поскольку в группе не может быть дробное число кинематических пар, то группы Ассура должны состоять только из четного числа звеньев (табл. 2.6).

Класс и порядок группы Ассура	2кл. 2 пор.	3кл. 3 пор.	и т. д.
Число звеньев группы n гр
Число кинематических пар p 5

 

Чтобы из механизма выделить группы Ассура, необходимо помнить их основные признаки, вытекающие из определения:

* число звеньев в группе должно быть четным (n = 2, 4, 6 и т.д.);

* степень подвижности группы всегда равна нулю, например, группа 3-го класса 3-го порядка (рис. 2.14, ж) содержит n = 4, p₅= 6; при этом W = 3·4 - 2·6 = 0;

* степень подвижности оставшейся части механизма при отсоединении групп Ассура не должна изменяться.

Группа Ассура характеризуется классом, порядком и видом.

Класс группы Ассура определяется максимальным классом контура входящего в группу. Класс контура – наибольшее число кинематических пар образующих в группе замкнутый контур. Если группа Ассура образована двумя звеньями ей в качестве исключения присваивается 2 – й класс.

Порядок группы Ассура определяется числом кинематических пар, которыми она присоединяется к основному механизму.

Вид группы Ассура (её характеристика) определяется соотношением входящих в неё вращательных и поступательных кинематических пар.

Поводком называется звено, входящее в группе в две кинематические пары, одна из которых свободная и служит для присоединения к одному из подвижных звеньев механизма или к стойке. Порядок структурных групп определяется числом поводков.

Механизмы классифицируются по степени сложности групп входящих в их состав. Класс и порядок механизма определяется классом и порядком наиболее сложной из входящих в него групп. Особенность структурных групп Ассура - их статическая определимость. Если группу Ассура свободными элементами звеньев присоединить к стойке, то образуется статически определимая конструкция. Используя группы Ассура удобно проводить структурный, кинематический и силовой анализ механизмов. Наиболее широко применяются простые рычажные механизмы, состоящие из групп Ассура 2-го класса 2-го порядка. Число разновидностей таких групп для плоских механизмов с низшими парами невелико, их всего пять (см. рис. 2.14 б, в, г, д,е)

При структурном синтезе механизма по Ассуру (рис.2.12) к выбранным первичным механизмам с заданной подвижностью W₀ последовательно присоединяются структурные группы c нулевой подвижностью. Полученный таким образом механизм обладает рациональной структурой, т.е. не содержит избыточных связей и подвижностей.