Лектор: Бердюгина Ольга Владимировна 2020год
В отличие от специальных дисциплин, в которых изучаются реальные машины и механизмы, в ТММ рассматриваются типовые модели механизмов, а так же методы анализа и синтеза типовых механизмов, пригодные для анализа любой машины, независимо от их технического назначения. лекция №1. 3
Типовыми механизмами называются простые механизмы, имеющие при различном функциональном назначении широкое применение в машинах, для которых разработаны типовые методы и алгоритмы синтеза и анализа: рычажные, зубчатые, планетарные, кулачковые, манипуляционные механизмы и т.д. лекция №1. 4
лекция №1. Рассмотрим в качестве примера кривошипно-ползунный механизм где, 1-кривошип; 2-шатун ; 3-ползун Этот механизм широко применяется в различных машинах: двигателях внутреннего сгорания, поршневых компрессорах и насосах, станках, прессах и т. д. Если сообщить вращение кривошипу 1, то получим компрессор, если подавать давление на поршень 3 получим ДВС.
Механизм - это система тел, предназначенных для преобразования одного вида движения в другой вид движения.
Основные понятия теории механизмов и машин. Машина – устройство, предназначенное для преобразования энергии, материалов или информации с целью облегчения или исключения труда человека. Механизм – это система тел, служащая для передачи и преобразования энергии и движения. Деталь – элементарная составная часть механизма, выполненная без применения сборочных операций (например: болт, гайка, вал, станина станка, полученная литьем и т.д.). Звено - это деталь или группа деталей, представляющих с кинематической точки зрения единое целое (т.е. группа деталей, жестко соединенных между собой и движущихся как единое твердое тело). Стойка - неподвижная часть механизма. ! Стойка в механизме она – это корпус или основание механизма. ! Название звена зависит от вида движения звена
В высших парах звенья со-прикасаются по линии или в точке В низших кинематических парах звенья соприкасаются по поверхности высшая пара высшая пара низшая пара
Силовое замыкание посредством пружины Геометрическое замыкание посредством паза
Н = 6
Z X Y Ограничения, наложенные кинематической парой на относительные движения составляющих её звеньев, называются условиями связи или просто связями. Класс кинематической пары p определяется числом условий связи S (1 S 5) : S= 6 - H
Кинематическая пара «шар – плоскость» Кинематическая пара «цилиндр – плоскость» Кинематическая пара 1-го класса ограничивает одно простейшее движение, т.е. накладывает одно условие связи. Возможны пять относительных движений, т.е. пара имеет пять степеней свободы и является пятиподвижной. Кинематическая пара 2-го класса ограничивает два простейших движения, т.е. накладывает два условия связи. Возможны четыре относительных движений, т.е. пара имеет четыре степени свободы и является четырёхподвижной.
Сферическая пара Цилиндрическая пара Кинематическая пара 3-го класса ограничивает три простейших движения, т.е. накладывает три условия связи. Возможны три относительных движения, т.е. пара имеет три степени свободы и является трёхподвижной. Кинематическая пара 4-го класса ограничивает четыре простейших движения, т.е. накладывает четыре условия связи. Возможны два относительных движения, т.е. пара имеет две степени свободы и является двухподвижной.
Поступательная пара Вращательная пара (шарнир) Кинематическая пара 5-го класса ограничивает пять простейших движений, т.е. накладывает пять условий связи. Возможно одно относительное движение, т.е. пара имеет одну степень свободы и является одноподвижной.
Поступательные кинематические пары обеспечивают только поступательное относительное движение Ползун Направляющая
Степень подвижности плоских механизмов Под степенью подвижности механизма W понимается число степеней свободы всех подвижных звеньев механизма относительно стойки ( число ведущих звеньев ). Степень подвижности определяется по формуле Чебышева П.Л.: W ═ 3·n ― 2·p 5 ― p 4, где: W – степень подвижности механизма, n - число подвижных звеньев механизма, p 5 - число кинематических пар пятого класса, p 4 - число кинематических пар четвертого класса.
Для решения задач синтеза и анализа сложных рычажных механизмов профессором Петербургского университета Ассуром Л.В. была предложена оригинальная структурная классификация. По этой классификации механизмы не имеющие избыточных связей и местных подвижностей состоят из начальных механизмов (1класса) и структурных групп Ассура (2, 3, и т.д. класса). При синтезе к выбранным первичным механизмам последовательно присоединяются следующие структурные группы Ассура. При анализе - деления механизма на группы Ассура – проводится обратная операция от последнего звена к ведущему.
Структурный анализ по Ассуру Л.В. Ассур Л.В. W o W = 0
Начальные (первичные) механизмы 1 класса Под начальным (первичным) механизмом понимают механизм, состоящий из двух звеньев: одно из которых неподвижное - СТОЙКА, другое подвижное – ВЕДУЩЕЕ ЗВЕНО. Эти звенья образуют кинематическую пару с одной степенью подвижности W = 1. Структурный анализ по Ассуру Л.В. A 1в 0 1 В 1п 0 1 Существует 2 вида первичных механизмов, примеры даны на рисунках.
Структурные группы (группы Ассура) – это кинематические цепи с нулевой степенью подвижности W = 0. II класс, 1-ый вид II класс, 2-ой вид II класс, 3-ий вид II класс, 4-ый вид II класс, 5-ый вид Степень подвижности группы: n=2 ; Р 5 =3; Р 4 =0; W= 3 n – 2 p 5 –p 4 W=3 2 – 23=0
Механизм первого класса, W =1 Присоединяемая кинематическая цепь, W =? Новый механизм, W =1 Механизм 1-го класса с роторным двигателем Механизм 1-го класса с линейным двигателем Степень подвижности данной группы звеньев становится равной нулю при присоединении её к стойке. Строение механизма
Механизм образуется присоединением к начальному механизму (или нескольким начальным механизмам) одной или нескольких структурных групп. Метод наслоения структурных групп
n = 3 где, 0 – стойка; 1-кривошип; 2-шатун; 3-ползун По формуле П.Л.Чебышева: W = 3·n – 2·p 5 – p 4 = 3·3 – 2·4 – 0 = 1 n – количество подвижных звеньев Группы Ассура: Точка О 0-1(стойка-кривошип) – пара 5 класса; Точка А 1-2 (кривошип-шатун) – пара 5 класса – вр.; Точка В 2-3 ( шатун-ползун) - пара 5 класса - вр. ; Точка В 3-0 ( ползун-стойка) - пара 5 класса - пост; Кинематические пары : P 5 = 4 1 класс 1 вид
