Структурный анализ механизма

Порядок анализа противоположен порядку синтеза (общий закон)

При структурном анализе механизма следует придерживаться следующего порядка:

1. Определяется степень подвижности механизма и указывается ведущее звено (звенья).

2. В наиболее удаленной от ведущего звена части механизма отсоединяется кинематическая цепь с наименьшим четным числом звеньев (предполагаемая группа). Изображаются отсоединенная и оставшаяся части механизма. Проверяется выполнение условий.

а) степень подвижности отсоединенной части механизма (предполагаемая группа) должна быть рана нулю, W_гр = 0;

б) оставшаяся часть должна быть механизмом с той же степенью подвижности, что и весь механизм до отсоединения группы.

При одновременном выполнении этих двух условий отсоединенная часть механизма является группой.

3. От оставшейся части механизма вновь отсоединяется кинематическая цепь с наименьшим четным числом звеньев. Изображаются отсоединенная и оставшаяся части механизма, и проверяется выполнение двух условий, указанных выше, и т.д. до тех пор, пока в оставшейся части механизма не останутся только простейший механизм 1-го класса.

4. Указывается порядок присоединения групп при образовании механизма. Он обратен порядку отсоединения.

5. Определяется класс, порядок и вид каждой группы.

6. Определяется класс всего механизма.

Класс механизма определяется по наивысшему классу группы, входящей в состав механизма.

В качестве примера рассмотрим структурный анализ качающегося конвейера.

Из структурной схемы механизма качающегося конвейера, приведенной на рисунке1 следует, что он состоит из следующих звеньев: АО₁– ведущее звено, 2 – шатун, 3 –коромысло, 4 – шатун, 5 – ползун (выходное звено).

Кинематические пары:

О₁ -стойка О – кривошип 1 низшая 5 кл. вращательная

А- кривошип 1 – шатун 2 низшая 5 кл. вращательная

В- шатун 2 – коромысло 3 низшая 5 кл. вращательная

О₃ - коромысло 3 - стойка О низшая 5 кл. вращательная

С- шатун 4 – коромысло 3 низшая 5 кл. вращательная

D- ползун 5 – шатун 4 низшая 5 кл. вращательная D- ползун 5 – стойка О низшая 5 кл поступательная

Рисунок 1. Структурная схема механизма качающегося конвейера

Определяем степень подвижности всего механизма по формуле Чебышева для плоских шарнирно-рычажных механизмов (рис.1.)

W = 3×n – 2P₅ – P₄= 3×5 - 2×7 – 0 = 1,

где n – количество подвижных звеньев,

P₄– количество кинематических пар 4-ого класса

P₅ – количество кинематических пар 5-ого класса

Данная цепь является механизмом, так как степень подвижности W = 1, что соответствует числу заданных законов движения. Выделим группы Ассура. В наиболее удаленной части механизма качающегося конвейера отсоединяем четное число звеньев. Степень подвижности первой отсоединенной группы:

C 2 класс

2 порядок

2 вид

W = 3×n – 2P₅ – P₄= 3×2 - 2×3 – 0 = 0

Степень подвижности равна нулю, следовательно, отсоединенная кинематическая цепь может быть группой Ассура.

Степень подвижности оставшейся части:

W_ост = 3×n – 2P₅ – P₄= 3×3 – 2×4 – 0 = 1

Оставшаяся часть является механизмом, так как степень подвижности остатка равна единице, следовательно, отсоединенная кинематическая цепь является группой Ассура.

От оставшейся части вновь отсоединяем кинематическую цепь с наименьшим четным числом звеньев и проверяем те же условия.