Студопедия

КАТЕГОРИИ:


Архитектура-(3434)Астрономия-(809)Биология-(7483)Биотехнологии-(1457)Военное дело-(14632)Высокие технологии-(1363)География-(913)Геология-(1438)Государство-(451)Демография-(1065)Дом-(47672)Журналистика и СМИ-(912)Изобретательство-(14524)Иностранные языки-(4268)Информатика-(17799)Искусство-(1338)История-(13644)Компьютеры-(11121)Косметика-(55)Кулинария-(373)Культура-(8427)Лингвистика-(374)Литература-(1642)Маркетинг-(23702)Математика-(16968)Машиностроение-(1700)Медицина-(12668)Менеджмент-(24684)Механика-(15423)Науковедение-(506)Образование-(11852)Охрана труда-(3308)Педагогика-(5571)Полиграфия-(1312)Политика-(7869)Право-(5454)Приборостроение-(1369)Программирование-(2801)Производство-(97182)Промышленность-(8706)Психология-(18388)Религия-(3217)Связь-(10668)Сельское хозяйство-(299)Социология-(6455)Спорт-(42831)Строительство-(4793)Торговля-(5050)Транспорт-(2929)Туризм-(1568)Физика-(3942)Философия-(17015)Финансы-(26596)Химия-(22929)Экология-(12095)Экономика-(9961)Электроника-(8441)Электротехника-(4623)Энергетика-(12629)Юриспруденция-(1492)Ядерная техника-(1748)

Структурный анализ механизмов





Классификация кинематических пар

 

В данном случае классификация позволяет познакомиться со свойствами кинематических пар и составлена по трем признакам.

1.По характеру относительного движения звеньев – плоские и пространственные.

 

Плоские кинематические пары такие, у которых относительное движение звеньев происходит в плоскостях, параллельных какой-то одной плоскости.  

 

2.По характеру соприкосновения звеньев – высшие и низшие.

 

  Кинематическая пара называется высшей, если соприкосновение звеньев происходит в точке или по линии; низшей – по поверхности.  

 

3.По числу наложенных связей в относительном движении звеньев – пять классов.

Если через S обозначить число наложенных связей, а через Н – число степеней подвижности (свободы) в относительном движении звеньев то S+H=6=const – число степеней свободы свободного тела в пространстве (рис.1.6): три перемещения и три вращения.

 

Рис.1.6 Возможные движения тела в пространстве

 

 

  Класс кинематической пары равен числу наложенных связей на относительное движение звеньев.  

 

В литературе встречается, что класс кинематической пары равен числу степеней свободы в относительном движении звеньев или соответствующие кинематические пары называют: одноподвижная пара, двухподвижная пара и так далее. Поэтому, чтобы не было путаницы, класс кинематической пары по числу наложенных связей считается по классификации Артоболевского.

 

 

а б

 

в г

 

Рис.1.7 Примеры кинематических пар первого а), второго б) и

третьего в), г) классов

На рис.1.7,а показан шар на плоскости: в относительном движении этих звеньев возможны вращения вокруг трех осей и линейное перемещение вдоль двух горизонтальных осей; перемещение вдоль вертикальной оси ограничено плоскостью или потерей контакта звеньев, то есть исчезновения самой кинематической пары. На рис.1.7,б показан цилиндр на плоскости: в относительном движении звеньев возможны вращения вокруг осей X и Z и перемещение вдоль двух осей X и Y. На рис.1.6,в показана сферическая пара третьего класса, у которой в относительном движении возможны вращения вокруг трех осей, а на рис.1.7,г – плоскостная пара третьего класса, у которой в относительном движении возможно вращение вокруг оси Z и линейное перемещение вдоль осей X и Y.

На рис.1.8 приведены примеры кинематических пар четвертого класса. В цилиндрической паре (рис.1.8,а) возможны два относительных движения: вдоль оси цилиндра и вокруг нее. В примере рис.1.8,б, если рассматривать только плоскопараллельное относительное движение, тоже возможны два движения катка по плоскости: качение и скольжение. Мы в нашем курсе будем рассматривать преимущественно плоские механизмы и кинематические пары четвертого класса, подобные схеме, приведенной на рис.1.8,б, будут у нас присутствовать.



 

Рис.1.8 Примеры кинематических пар четвертого класса

а - пространственной, б – плоской

 

Теперь перейдем к кинематическим парам пятого класса: вращательной (рис.1.9), поступательной (рис.1.10) и винтовой (рис.1.11). Кинематические пары V класса имеют одно относительное движение звеньев 1 и 2, то есть H=1, а число наложенных связей S=5. Название этих пар соответствует виду относительного движения. На рис.1.9, 1.10 и 1.11 изображены схемы кинематических пар и их условное обозначение на кинематических схемах. К этим рисункам можно сделать пояснение, что одним из звеньев может быть стойка. В поступательной паре (рис.1 10) звено 1 называется ползуном, а звено 2– направляющей; в винтовой паре (рис.2.10) звено 1 – гайка, а звено 2 – винт. В винтовой паре винт относительно гайки (или наоборот) совершает вращательное движение и поступательное, однако эти движения связаны между

 

 

Рис.1.9 Пример кинематической пары пятого класса - вращательной

 

 

Рис.1.10 Пример кинематической пары пятого класса - поступательной

 

 

Рис.1.11 Пример кинематической пары пятого класса – винтовой

 

собой углом подъема винтовой линии и ее шагом и независимой координатой может быть только одна: либо угол поворота, либо осевое перемещение.

Пары V класса, а также цилиндрическая, плоскостная и сферическая являются низшими.

Решим задачи на определение класса кинематической пары из задачника Артоболевского [3].

 

Рис.1.12 к задаче №9

В первой задаче №9 (рис.1.12 - клин в клиновом пазу) возможны два движения клина относительно паза (и наоборот): вдоль и вокруг правой оси y. Тогда число наложенных связей равно S=6 – 2=4 и, следовательно, эта кинематическая пара относится к четвертому классу.

Во второй задаче №10 (рис.1.13 - конус в коническом углублении) возможны три относительных движения: поворот конуса вокруг каждой из трех осей x,y,z. Тогда число наложенных связей равно S=6 – 3=3 и, следовательно, эта кинематическая пара относится к третьему классу. Здесь можно заметить, что движение звена 2 вдоль оси z невозможно: вниз мешает звено 1, вверх – исчезает контакт звеньев и, следовательно, сама кинематическая пара.

В задаче №11 показано соединение кулачка 1 с толкателем 2 (рис.1.14). Это высшая кинематическая пара 4-го класса, так как возможны относительные движения звеньев параллельно или вдоль оси y и вращение (покачивание) вокруг оси x. Другие возможные движения, например вращение толкателя вокруг оси z, противоречат ограничениям в реальном механизме: при вращении кулачка 1 толкатель 2 совершает только возвратно – поступательные движения вдоль оси z. Поэтому в условиях задачи указано, чтобы рассматривали только плоскопараллельное движение.

 

Рис.1.13 к задаче №10

 

Рис.1.14 к задаче №11

 

После такого подробного разбора кинематических пар перейдем теперь к следующему важному определению.

 

Кинематической цепью называется система звеньев, образующих между собой кинематические пары.

 

Кинематические цепи бывают плоские и пространственные, простые и сложные (рис.1.15,а), замкнутые (рис.1.15,б) и незамкнутые.

Плоские –такие, траектории все звеньев которых лежат в параллельных плоскостях.

Сложные – имеется хотя бы одно звено, входящее более чем в две кинематические пары.

Замкнутые – каждое звено входит не менее чем в две кинематические пары.

 

Рис.1.15 Примеры сложной а) и замкнутой б) кинематических цепей

Материал, с которым мы познакомились, позволяет перейти к следующей важнейшей теме.

 

Структурный анализ механизмов. Число степеней свободы плоского и пространственного механизма. Образование механизмов, структурные группы. Избыточные связи и лишние степени свободы. [1, стр.47-58]





Дата добавления: 2014-01-03; Просмотров: 231; Нарушение авторских прав?


Нам важно ваше мнение! Был ли полезен опубликованный материал? Да | Нет



ПОИСК ПО САЙТУ:


Рекомендуемые страницы:

Читайте также:
studopedia.su - Студопедия (2013 - 2020) год. Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав! Последнее добавление
Генерация страницы за: 0.003 сек.