Висновок: зміною класу пар позбавилися надлишкових зв'язків

3.5. Місцеві рухомості (зайві степені вільності)

Розглянемо приклад кулачкового механізму з гострим штовхачем, який наведено на рис. 3.6.

Визначимо степінь рухомості даного плоского механізму за формулою Чебишева:

.

.

Потрібен 1 двигун.

Даний механізм має великий недолік – гострий штовхач призводить до великого тертя та відповідно зношування поверхні кулачка.

Для зменшення тертя в механізм уводиться додаткова ланка – ролик 3 (рис. 3.7), тому що тертя кочення менш за тертя ковзання, і знос поверхні кулачка зменшується.

Визначимо степінь рухомості механізму на рис. 3.6:

.

,

це означає, що в механізмі є місцева рухомість (ролик 3 обертається навколо власної осі).

Фактичний степінь рухомості , другий двигун не потрібен.

Місцева рухомість не впливає негативно на роботу механізму, навпаки, як в даному випадку, покращує її (зменшення тертя).

Рис.3.6	Рис.3.7

3.6. Утворювання механізмів шляхом нашарування

груп Ассура

Л.В.Ассур (1878-1920 р.р.) довів, що будь-який механізм може бути утворений шляхом приєднання до так званого початкового механізму структурних груп – груп Ассура.

Більшість механізмів мають степінь рухомості , отже, у більшості випадків початковий механізм один.

3.6.1. Початковий механізм

За початкову ланку найчастіше приймають кривошип (а) або повзун (б), тому початковий механізм має вигляд (рис. 3.8):

а.	б.

Рис. 3.8

За І.І.Артоболевським такий механізм називається механізмом

1-го класу (за Ассуром – 1-го класу 1-го порядку).

3.6.2. Структурна група – група Ассура

Групою Ассура називається кінематичний ланцюг, який має нульову рухомість у разі приєднання його до стояка, і який не розпадається на більш прості групи.

Структурна формула групи Ассура має вигляд:

.

(3.7)

Отже, , , де - число рухомих ланок, може бути тільки парним.

Таблиця ланок і кінематичних пар

				…
				…

Розглянемо стандартні групи Ассура (рис. 3.9...3.11).

	. Група 2-го класу 2-го порядку – за Артоболевським (двоповідкова – за Ассуром).
Рис.3.9
	. Група 3-го класу 3-го порядку – за Артоболевським (триповідкова – за Ассуром).
Рис.3.10
	. Група 4-го класу 2-го порядку за Артоболевським (4-го класу нульового порядку за Ассуром).
Рис.3.11

Отже, як визначається клас і порядок групи Ассура?

Клас групи визначається числом сторін найбільш складного замкнутого контуру.

Порядок групи визначається числом вільних елементів, якими група приєднується до вихідного механізму (за Артоболевським).

За Ассуром. – порядок групи визначається кількістю повідків, якими група приєднується до вихідного механізму (тому група на рис. 3.11 – нульового порядку).

3.7. Класифікація механізмів

Існує три принципи класифікації механізмів:

l структурно-конструктивна (механізми: шарнірно-важільні, кулачкові, зубчасті, фрикційні, з гнучкою ланкою тощо);

l функціональна (за призначенням: механізми передач, сортування, вмикання, вимикання тощо);

l структурна (за Ассуром).

Клас механізму визначається класом найскладнішої групи Ассура, що входить до його складу.

Розглянемо приклад: маємо шарнірно-важільний механізм (ШВМ) завантажника термічної печі (рис. 3.12).

1. Визначаємо степінь рухомості даного плоского механізму за формулою Чебишева:

Потрібен 1 двигун.

2. Складаємо допоміжну таблицю ланок і кінематичних пар

(рис. 3.12, б) для подальшої побудови структурної схеми за відомим алгоритмом (рис. 3.12, в).

3. Будуємо стояк за числом його елементів – 3 (трикутник).

4. Будуємо ланки, які утворюють кінематичні пари зі стояком (це ланки 1, 3,5), причому ланка 3 – триелементна (трикутник).

5. Будуємо решту ланок у порядку утворювання замкнутих контурів (ланки 2 і 4).

6. Розбиваємо структурну схему на групи Ассура (рис. 3.12, д, е), виділивши початковий механізм (рис.3.12, г).

7. Складаємо формулу будови механізму:

.

Отже, даний механізм є механізмом 2-го класу.

а.	в.
I5 II5 III5 IY5 Y5 YI5 YII5¥ 0,1 1,2 2,3 3,4 3,0 4,5 5,0 б.
г.	д.	е.
Рис. 3.12. Приклад структурного аналізу ШВМ: а. – КСМ; б.- таблиця ланок і кінематичних пар; в. – структурна схема; г. – початковий механізм; д, е - групи Ассура

Контрольні питання до теми 3:

1. Задачі структурного синтезу механізмів.

2. Структурна формула просторового механізму (формула Сомова-

Малишева).

3. Структурна формула плоского механізму (формула Чебишева).

4. Класифікація зв'язків механізму.

5. Надлишкові зв'язки механізму.

6. Формули Озола для плоского та просторового механізмів.

7. Як усунути надлишкові зв'язки?

8. Місцеві рухомості (зайві степені вільності).

9. Що називається групою Ассура?

10. Як визначити клас і порядок групи Ассура?

11. Класифікація механізмів.

12. Як визначається клас механізму за Ассуром?