В плоской кинематической цепи существуют только кинематические пары 5-го и 4-го класса. Рассмотрим вращательную кинематическую пару 5-го класса.
В первом приближении будем вести расчёт без учёта сил трения в парах. Во вращательной паре результирующая сила реакции Ri(i+1) проходит через центр шарнира. Величина и направление этой реакции неизвестна, так как они зависят от величины и направления заданных сил, приложенных к звеньям пары. Таким образом, вращательная пара вносит в общее число неизвестных параметров – два, и один параметр здесь известен.
Рассмотрим поступательную кинематическую пару 5-го класса
В поступательной паре 5-го класса реакция перпендикулярна оси поступательной пары, но точка её приложения и величина неизвестны, т.е., как и в предыдущем случае – два параметра неизвестны, а один параметр известен.
Рассмотрим высшую пару 4-го класса.
В высшей паре реакция приложена в точке контакта элементов высшей пары (точка соприкосновения звеньев) и направлена по общей нормали n-n, проведённой в точке соприкосновения. Неизвестным параметром остается величина реакции, т.е., в высшей паре один параметр неизвестен и два параметра известны.
|
|
Составим уравнение статической определимости плоских кинематических цепей. Так как для каждого звена, имеющего плоскопараллельное движение, можно составить три уравнения равновесия, то число уравнений, которое мы можем составить для n звеньев, будет равно 3n. Число неизвестных, которое необходимо определить, будет равно для пар 5-го класса 2Р5 и для пар 4-го класса – Р4. Следовательно, кинематическая цепь будет статически определима, если удовлетворяется условие 3n = 2Р5 –Р4 или 3n- 2Р5 –Р4 = 0
Это значит, что любая структурная группа Ассура, сколь бы сложной она не была, обладает замечательным свойством: она статически определима.
После того, как силовой расчёт всех структурных групп проделан, ведущее звено получает статическую определимость, следовательно, статически определим и весь механизма.
На основании выше изложенного можно сформулировать общую методику силового расчёта: силовой расчёт механизма следует проводить по структурным группам, начиная от группы, наиболее удалённой от первичного механизма и заканчивая расчёт самим первичным механизмом.
Таким образом, силовой расчёт проводится в порядке, обратному кинематическому расчёту.