Замена высших кинематических пар низшими

Для того чтобы провести классификацию и структурный анализ плоского механизма с высшими кинематическими парами, необходимо заменить предварительно высшие пары низшими (т.е. пары 4-го класса парами 5-го класса). Рассматривать механизмы с низшими парами удобнее, т.к. для них разработаны типовые решения всех основных задач анализа механизмов.

При замене высших пар низшими должны быть соблюдены следующие условия:

- степень подвижности механизма должна остаться неизменной;

- относительное движение звеньев должно сохраниться;

- закон движения не должен измениться.

Пусть степень подвижности кинематической цепи с высшими и низшими парами равна W ₀.

Если из цепи убрать кинематическую пару 4-го класса, то число степеней свободы станет на единицу больше, т.к. пара 4-го класса накладывает одну связь. Вместо отброшенной пары необходимо ввести дополнительную кинематическую цепь замены, содержащую только низшие пары и уменьшающую степень подвижности всей цепи на единицу.

Для этого следует соблюсти равенство:

где

W ₀ – степень подвижности заданной кинематической цепи;

(W ₀ + 1) – степень подвижности кинематической цепи с отброшенной высшей парой;

(3 n – 2 p ₅) – степень подвижности дополнительной кинематической цепи замены (содержащей только низшие пары).

Преобразуем равенство (2.2):

Из равенства (2.3) можно определить минимальное число звеньев и кинематических пар в цепи замены:

Вывод: вместо одной высшей кинематической пары в цепи замены можно ввести одно дополнительное звено и две низшие пары.