Структурная схема механизма

Лабораторная работа Строение и структурный анализ механизмов 1. Цель работы - Усвоить основные понятия и определения теории механизмов и машин. Кинематическая пара — подвижное соединение двух соприкасающихся звеньев, допускающее вполне определенное движение относительно друг друга. Кинематическая цепь — система звеньев, связанных между собой кинематическими парами. Механизм — такая кинематическая цепь, в которой при заданном движении одному или нескольким звеньям относительного любого из них, все остальные звенья совершают однозначно определяемые движения. Плоскими механизмами называются такие, точки звеньев которых описывают траектории, лежащие в параллельных плоскостях. Кинематические звенья, кинематические пары, кинематические цепи и механизм изображают графически, используя рекомендуемые обозначения таблица 1. Звенья механизмов делятся на подвижные и неподвижные. Неподвижное звено называют стойкой. На рисунке 1 стойка обозначена цифрой ноль 0. Входное звено — звено, которому сообщается движение, преобразуемое механизмом в требуемые движения других звеньев. На схемах входному звену задается движение стрелкой: звено 1 на рисунке 1, а, б, в; звено 8 на рисунке 1, г; звено 10 на рисунке 1, д. Выходное звено — звено, совершающее движение, для выполнения которого создается механизм: звенья 3, 5, 7, 9, 11 на рисунке 1. Условные обозначения пар и звеньев механизмов Условное обозначение Названия изображения. Комментарий Стержень, рычаг, ось, вал, шатун и т. Звено в форме треугольника. Соединение стержней — жесткое. Каждое представляет собой одно звено. Поступательно движущееся звено: ползун или камень кулисы. Соединение ведущего звена со стойкой вращательной парой Поступательно движущееся звено, состоящее из двух жестко соединенных деталей. Шарнирное соединение структурная схема механизма с поступательно движущимся звеном. Ползун в направляющих: а и б структурная схема механизма направляющие неподвижные охватывают ползун. Ползун охватывает направляющую — в. Наличие окружности, выполненной штрих-пунктиром, обозначает, что на схеме представлен зубчатый механизм. Варианты обозначения зубчатых механизмов состоящих из двух цилиндрических колёс внешнего зацепления. Кривошип — звено, совершающее полный оборот вокруг неподвижной оси рисунок структурная схема механизма, а, б, в. Камень кулисы — звено, поступательно движущееся относительно подвижной направляющей звено 2, рисунок 1, а. Кулиса — подвижная направляющая поступательной кинематической пары звено 3, рисунок 1, аструктурная схема механизма соединена со стойкой звено 1, рисунок 1. Шатун — звено, совершающее сложное плоско-параллельное движение и не имеющее кинематических пар со стойкой звено 4, рисунок 1, б. Ползун — звено, образующее со стойкой поступательную пару звено 5, рисунок 1, б. Коромысло — звено, совершающее колебательные движения относительно неподвижной оси звено 7, рисунок 1, в. Структурная схема механизма — звено, которое выполнено в виде поверхности переменной кривизны звено 8, рисунок 1, г. Толкатель — звено кулачкового механизма, взаимодействующее с рабочей поверхностью кулачка и совершающее поступательное движение звено 9, рисунок 1, г. Шестерня — зубчатое колесо с меньшим числом зубьев меньшего диаметра по сравнению с другим зацепляющимся с ним зубчатым колесом на рисунке 1, д, шестерня 10, зубчатое колесо 11. Названия рычажным механизмам структурная схема механизма по входному и выходному звеньям. На рисунке 1, а «кривошипно-кулисный механизм», «кривошипно-ползун- ный» рисунок 1, б. Название механизма на рисунке 1, д соответствует конструктивному исполнению звеньев в виде тел вращения с нарезанными зубьями — «зубчатый механизм», на рисунке 1, структурная схема механизма — «кулачковый механизм». Классификация кинематических пар Любая кинематическая пара ограничивает движение звеньев, эти ограничения называют связями. Кинематические пары классифицируют по следующим признакам: По числу связейналагаемых на относительное движение их звеньев. Класс кинематической пары определяется числом связей. По форме контакта соприкасающихся звеньев: по поверхности — такие кинематические пары называются низшими; по линии или в точке — высшими. По виду относительного движения для каждого из образующих ее звеньев: обратимые кинематические пары реализует один и тот же вид движения для каждого звена кинематические пары IIIIVV классов ; необратимые кинематические пары III структурная схема механизма реализуют разные виды движения для каждого звена образующих их. В основе структурной теории лежат два понятия: механизм первого класса и структурная группа группа Ассура. Механизмом первого класса или начальным механизмом — условно названо входное звено, соединенное со стойкой кинематической парой V класса, вращательной или поступательной рисунок 2. Механизмы первого класса Таблица 2. Кинематические пары их условные обозначения 5 I Шар - плоскость. Структурная схема механизма группой или группой Ассура называют кинематическую цепь с нулевой степенью подвижности, причем такая группа не должна распадаться на более простые, удовлетворяющие этому условию. Кла сс структурной группы с числом звеньев больше двух равен числу кинематических пар, входящих в замкнутый контур, образованный внутренними кинематическими парами. Группа, состоящая из двух звеньев и трех кинематических пар рисунок 3, пары В, С, Дусловно отнесена к группе второго класса 2 кл. На рисунке 4 изображена группа третьего класса 3 кл. Кинематические пары С, Д, Е образуют замкнутый контур. Порядок структурной группы соответствует числу свободных элементов кинематических пар, с помощью которых группу можно присоединить к начальному механизму, стойке или звеньям других групп. На рисунке 3 группа второго порядка 2 п. Большинство рычажных механизмов состоят из структурных групп второго класса, которые называют диадами. В таблице 3 приведены пять модификаций видов таких групп, в которых вращательные пары заменяются поступательными. Структурные группы второго класса второго порядка Модификация группы Первая Вторая Третья Четвертая Пятая Изображение Рис. Группа Ассура 2 кл. Группа Ассура 3 кл. Класс механизма соответствует классу наивысшей группы, входящей в его состав. Разложение кинематической цепи механизма на структурные группы и начальные механизмы называют структурным структурная схема механизма. Структурный анализ проводят структурная схема механизма следующем порядке: - отсоединение начинают со структурных групп наиболее удаленных от ведущего звена; - в первую очередь стремятся отделять самые простые группы — диады; - следить за тем, чтобы степень подвижности кинематической цепи механизма до и после отделения каждой структурная схема механизма группы оставалась неизменной; - кинематическая пара и звено могут входить только в одну структурную группу или начальный механизм. Если в подвижное соединение входят более двух звеньев, то число кинематических пар равно числу звеньев минус единица. Подвижное соединение Графическое изображение механизма при помощи условных обозначений звеньев и кинематических пар без соблюдения масштаба, называют структурной схемой механизма. Описание объекта исследования, приборов инструментов Для проведения лабораторной работы, используют действующие модели плоских рычажных механизмов с низшими парами пятого класса, модели кулачковых и зубчатых механизмов, имеющих высшие кинематические пары четвертого класса. Объектом исследования являются модели механизмов: кривошипно-кулисные, кривошипно-ползунные, кривошипно-коромысловые, кулачковые, зубчатые. Методика проведения исследований и обработка результатов 4. Ознакомиться с моделями механизмов, изучить их структуру, найти ведущее структурная схема механизма. Определить число подвижных звеньев в механизме, число, вид и класс кинематических пар, последовательность присоединения звеньев друг к другу. Начертить структурную схему механизма, пользуясь таблицей 1, пронумеровать звенья, обозначить буквами кинематические пары. Заполнить таблицу 4 — характеристика кинематических пар. Заполнить таблицу 5 — характеристика структурная схема механизма механизма. Определить степень подвижности механизма по формуле 1. Написать формулу образования механизма, которая пишется в виде дроби. В числителе указываются номера звеньев, в знаменателе — класс и порядок выделенной группы. Пример оформления в приложении Таблица 4 — Характеристика кинематических пар Условное обозначение Вид движения вращательное или поступательное Тип структурная схема механизма или низшая Класс пары А — В — … Таблица 5 — Характеристика звеньев механизма Номер звена Название звена 0 1 2 5. Содержание и оформление отчета 5. Вопросы для самоконтроля 1. Дайте определение понятия: «звено», «кинематическая пара», «кинематическая цепь», «механизм». По каким признакам классифицируют кинематические пары? Перечислите виды кинематических цепей. Какая существует зависимость между числом степеней свободы и числом связей, накладываемых кинематической парой. Как определяется класс кинематической пары? Какую кинематическую цепь называют механизмом? Укажите различия между структурной и кинематической схемами механизма. Структурная схема механизма виды рычажных механизмов. Какое звено механизма называют: «кривошипом», «шатуном», «коромыслом», «ползуном», «камнем кулисы», структурная схема механизма, «стойкой»? Какие механизмы называют рычажными? Дайте определение понятия «структурная группа или группа Структурная схема механизма. Изобразите механизм 1 класса. Изобразите структурную группу 2 класса 2 порядка. Изобразите структурную группу 3 класса 3 порядка. Как определяются класс и порядок структурной группы группы Ассура? Как определяется класс механизма? Составьте формулу образования механизма. Укажите последовательность структурная схема механизма структурного анализа механизма. Изобразите простую кинематическую цепь. Изобразите сложную кинематическую цепь. Приложение А справочное Пример оформления отчета Рис. Формула образования механизма e- mail : Башкирский государственный аграрный университет Кафедра теоретической и прикладной механики 450001, г.

См. также