пара (КП) – подвижное соединение двух соприкасающихся звеньев.
КП
классифицируются по следующим признакам:лекция №2.
Разделы презентаций
- Разное
- Английский язык
- Астрономия
- Алгебра
- Биология
- География
- Геометрия
- Детские презентации
- Информатика
- История
- Литература
- Математика
- Медицина
- Менеджмент
- Музыка
- МХК
- Немецкий язык
- ОБЖ
- Обществознание
- Окружающий мир
- Педагогика
- Русский язык
- Технология
- Физика
- Философия
- Химия
- Шаблоны, картинки для презентаций
- Экология
- Экономика
- Юриспруденция
Тема 2
Содержание
- 1. Тема 2
- 2. Тема 2. 1. По виду места связи
- 3. Тема 2. Примеры КПлекция № 2
- 4. Тема 2. 2.По относительному движению звеньев, образующих
- 5. лекция № 2 -
- 6. Тема 2. 3. По способу замыкания (обеспечения
- 7. Тема 2. - геометрическое (за счёт конструкции рабочей поверхности пары).лекция № 2
- 8. Тема 2. 4. По числу условий связи
- 9. Тема 2. 5. По числу степеней подвижности
- 10. Тема 2. Всякое тело, свободно
- 11. Тема 2. Если звено
- 12. Тема 2. КП 1-го класса:S = 1;
- 13. Тема 2. КП 2-го класса:S = 2;
- 14. Тема 2. КП 3-го класса:S = 3;
- 15. Тема 2. КП 4-го класса:S = 4;
- 16. Тема 2. лекция № 2КП 5-го класса:
- 17. Тема 2. 2.3. Кинематическая цепь. Структурные формулы
- 18. Тема 2. Кинематические цепи различают по следующим
- 19. Тема 2. В незамкнутой цепи имеются звенья, входящие только в одну КП (а, в).лекция № 2
- 20. Тема 2. В замкнутой цепи
- 21. Тема 2. В простой цепи каждое
- 22. Тема 2. В сложной цепи имеются
- 23. Тема 2. В плоской цепи все
- 24. Тема 2. Структурная формула кинематической
- 25. Тема 2. Учитывая что каждая
- 26. Тема 2. Если рассмотреть движение
- 27. Тема 2. лекция № 2
- 28. Тема 2. Если наложить 3 общих
- 29. Тема 2. Структурная формула кинематической цепи
- 30. Тема 2. 2.4. Замена высших КП низшими
- 31. Тема 2. Условия замены: 1. Степень подвижности
- 32. Тема 2. Вместо отброшенной пары
- 33. Тема 2. лекция № 2
- 34. Тема 2. Правила замены высших КП:1. Если
- 35. Тема 2. лекция № 2
- 36. Тема 2. 2. Если высшая КП представляет
- 37. Тема 2. 3) Если контакт в высшей
- 38. Тема 2. 2.5. Избыточные связи. При
- 39. Тема 2. Эти связи
- 40. Тема 2. лекция № 2
- 41. Тема 2. Для избавления от
- 42. Тема 2. Определим число степеней подвижности
- 43. Тема 2. 2. Рассмотрим шарнирный четырехугольник ABCD,
- 44. Тема 2. Тогда подвижность будет равна
- 45. Тема 2. 2.6. Лишние степени подвижности (свободы)
- 46. Тема 2. лекция № 2
- 47. Тема 3. Структурный анализ плоских
- 48. Тема 3 Группа Ассура
- 49. Тема 3. лекция № 2
- 50. Тема 3. Присоединяемые, к начальному
- 51. Тема 3. лекция № 2
- 52. Тема 3. Таким образом, число
- 53. Тема 3. Группы Ассура делятся
- 54. Тема 3. лекция № 2
- 55. Тема 3. 3.3.Структурная классификация плоских механизмов
- 56. Тема 3. Механизмы, в состав
- 57. Тема 3. Рассмотрим основные виды
- 58. Тема 3. 3.4. Порядок структурного анализа механизмов
- 59. Тема 3. Порядок структурного анализа1. Определить вид
- 60. Тема 3. 3.5. Структурный синтез механизмов
- 61. Тема 3. Синтез механизмов является
- 62. Скачать презентанцию
Тема 2. 1. По виду места связи (места контакта) поверхностей звеньев:- низшие КП, в которых контакт звеньев осуществляется по плоскости или поверхности (пары скольжения); - высшие КП, в которых контакт звеньев
Слайды и текст этой презентации
Слайд 1Тема 2.
2.2. Кинематические пары и их классификация
Кинематическая
пара (КП) – подвижное соединение двух соприкасающихся звеньев.
классифицируются по следующим признакам:
Слайд 2Тема 2.
1. По виду места связи (места контакта) поверхностей
звеньев:
- низшие КП, в которых контакт звеньев осуществляется по плоскости
или поверхности (пары скольжения); - высшие КП, в которых контакт звеньев осуществляется по линиям или точкам (пары, допускающие скольжение с перекатыванием).
лекция №2
Слайд 4Тема 2.
2.По относительному движению звеньев, образующих пару:
- вращательные;
- поступательные;
лекция
№ 2
Слайд 6Тема 2.
3. По способу замыкания (обеспечения контакта звеньев пары):
-
силовое (за счёт действия сил веса или силы упругости)
лекция
№ 2 
Слайд 8Тема 2.
4. По числу условий связи (S), накладываемых
на относительное движение звеньев пары делятся на 5 классов (число
условий связи определяет класс КП):1-й класс - S = 1;
2-й класс - S = 2;
3-й класс - S = 3;
4-й класс - S = 4;
5-й класс - S = 5.
лекция № 2
Слайд 9Тема 2.
5. По числу степеней подвижности (W):
- 5-подвижные
(W = 5);
- 4-подвижные (W = 4);
- 3-подвижные (W = 3);
- 2-подвижные (W = 2);
- 1-подвижные (W =1).
лекция № 2
Слайд 10Тема 2.
Всякое тело, свободно движущееся в пространстве,
обладает шестью степенями свободы, т.е движение может быть представлено как
вращение вокруг трех осей и поступательное движение вдоль этих же осей(см. рис).лекция № 2
Слайд 11Тема 2.
Если звено не входит в
кинематическую пару, т.е. является свободным телом, то у него нет
никаких ограничений движению: S=0, где S – число условий связи.Если наложить 6 связей, то звенья теряют относительную неподвижность и получается жесткое соединение, т.е. кинематической пары не станет (нет относительного движения звеньев): S=6.
Следовательно, число условий связи, наложенных на относительное движение звеньев, находится в пределах 1 ≤S≤ 5. Поскольку число связей меняется от 1 до 5, существует 5 классов кинематических пар.
Число степеней подвижности пары равно W = 6 – S.
лекция № 2
Слайд 14Тема 2.
КП 3-го класса:
S = 3; W = 3;
низшая
Примеры:
- плоскостная КП
- сферическая КП
лекция № 2
Слайд 15Тема 2.
КП 4-го класса:
S = 4; W = 2;
низшая
- сферическая
с пальцем;
- цилиндрическая.
лекция № 2
Слайд 16Тема 2.
лекция № 2
КП 5-го класса: S = 5;
W = 1; низшая
- вращательная
- поступательная
- винтовая
Слайд 17Тема 2.
2.3. Кинематическая цепь. Структурные формулы кинематической цепи и
плоских механизмов
Все механизмы состоят из совокупности звеньев, связанных
кинематическими парами.Кинематическая цепь - это система звеньев, образующих между собой кинематические пары.
лекция № 2
Слайд 18Тема 2.
Кинематические цепи различают по следующим признакам:
- незамкнутые
и замкнутые;
- простые и сложные;
- плоские и пространственные.
лекция № 2
Слайд 21Тема 2.
В простой цепи каждое звено входит
не более чем в две кинематические пары (а, б).
лекция №
2
Слайд 23Тема 2.
В плоской цепи все звенья перемещаются
в одной плоскости либо в параллельных плоскостях.
В
пространственной – звенья движутся в различных непараллельных плоскостях.лекция № 2
Слайд 24Тема 2.
Структурная формула кинематической цепи связывает число
степеней свободы (подвижности) с числом и видом кинематических пар.
Рассмотрим цепь имеющую к-звеньев (включая стойку). Каждое звено до соединения его с другим звеном имеет 6 степеней свободы в пространстве, тогда общее число степеней свободы равно 6к. Соединение звеньев в кинематические пары накладывает определённое число связей, которые надо исключить из общего числа степеней свободы.лекция № 2
Слайд 25Тема 2.
Учитывая что каждая пара 5-го класса
накладывает 5 связей, пара 4-го класса – 4 связи и
т.д., число степеней свободы кинематической цепи Н в общем случае определяется соотношением:Н=6к-5Р5-4Р4-3Р3-2Р2-Р1,
где к- общее число звеньев;
Р5,Р4,Р3,Р2,Р1 – число кинематических пар 5-го, 4-го, ..., 1-го класса;
Н - общее число степеней свободы.
лекция № 2
Слайд 26Тема 2.
Если рассмотреть движение относительно стойки (неподвижного
звена), то из общего количества звеньев надо вычесть это звено:
n = к-1, где к – число подвижных звеньев в кинематической цепи.
Тогда степень подвижности механизма относительно стойки определится по формуле
W=6n-5p5-4p4-3p3-2p2-p1.
Эта формула носит имя А.П. Малышева.
лекция № 2
Слайд 28Тема 2.
Если наложить 3 общих связи, получим
механизм 3-го семейства - плоский механизм.
Из определения плоских
механизмов следует, что у них из шести независимых движений возможны только три: поступательное вдоль осей Х и Y, а также вращение вокруг оси Z. При этом звенья будут двигаться в плоскости XOY.лекция № 2
Слайд 29Тема 2.
Структурная формула кинематической цепи в этом
случае примет вид:
W = 3n -2p5 –p4,
где n – число
подвижных звеньев механизма; р5 – число КП 5-го класса;
р4 – число КП 4-го класса.
Эта формула носит название формула Чебышева А.П. (1862 г.). Данная формула применима и для сферических механизмов.
лекция № 2
Слайд 30Тема 2.
2.4. Замена высших КП низшими
В
плоских механизмах все пары 4-го класса являются высшими, а пары
5 класса низшими.W=3n -2pн –pв.
При структурном и кинематическом анализах удобно пользоваться низшими кинематическими парами, т.к. для них решены все основные задачи анализа механизмов. Поэтому высшие КП необходимо заменить низшими.
лекция № 2
Слайд 31Тема 2.
Условия замены:
1. Степень подвижности механизма должна оставаться
неизменной;
2. Относительное движение звеньев так же должно сохраняться.
Определим число высших
КП, необходимых для замены на низшие. Пусть для кинематической цепи, содержащей высшие и низшие пары, степень подвижности равна W0. Если убрать из цепи пару 4-го класса, то число степеней свободы станет на единицу больше (W0+1), т.к. пара 4-го класса в плоском механизме накладывает одну связь.лекция № 2
Слайд 32Тема 2.
Вместо отброшенной пары необходимо приложить кинематическую
цепь, содержащую только низшие пары (3n-2p5).
Тогда, чтобы
выполнить 1-е условие, необходимо соблюсти равенство:(W0+1)+(3n-2p5)=W0, (2.1)
где W0-степень подвижности исходной цепи;
(W0+1) – степень подвижности цепи с отброшенной парой;
(3n-2p5) – степень подвижности цепи замены (содержащей только низшие пары).
лекция № 2
Слайд 34Тема 2.
Правила замены высших КП:
1. Если высшая КП представляет
собой две соприкасающиеся окружности или кривые, то пары замены располагаются
в центрах кривизны этих окружностей или кривых.лекция № 2
Слайд 36Тема 2.
2. Если высшая КП представляет окружность или кривую,
с одной стороны, и точечный контакт, с другой стороны, то
КП замены будут находиться в точке контакта и в центре кривизны окружности или кривой.лекция № 2
Слайд 37Тема 2.
3) Если контакт в высшей паре происходит по
линии, то замена осуществляется поступательной парой.
лекция № 2
Слайд 38Тема 2.
2.5. Избыточные связи.
При выводе формул Малышева
(Сомова) и Чебышева предполагалось, что связи, накладываемые КП на движение
звеньев кинематической цепи, являются независимыми. Механизмы с независимыми связями принято называть самоустанавливающимися. В действительности в механизмах могут иметь место избыточные связи, которые дублируют ограничения, наложенные другими связями, не изменяя при этом кинематические свойства механизма.Избыточные (повторяющиеся, пассивные) связи – это связи, которые не изменяют подвижность механизма, а дублируют имеющиеся связи.
лекция № 2
Слайд 39Тема 2.
Эти связи либо специально вводятся
в механизм из конструктивных соображений для увеличения, например, его жесткости
и уменьшения деформаций, либо возникают при сборке из-за несоответствия реальных размеров, форм и взаимного расположения звеньев и КП механизма расчетным значениям. Все механизмы, даже те, которые принято считать плоскими, в действительности являются пространственными. Плоский механизм всего лишь модель реальных механизмов, звенья которых движутся в параллельных плоскостях. Если, например, при изготовлении звеньев будут нарушены необходимые геометрические соотношения между их длинами, а при монтаже механизма - взаимная параллельность осей КП, то механизм превратится в жесткую неизменяемую систему (ферму).лекция № 2
Слайд 41Тема 2.
Для избавления от избыточных связей
необходимо повысить подвижность механизма следующими путями: убрав из него лишние
звенья, вводя в конструкцию механизма технологические зазоры, либо изменяя подвижность некоторых КП. Повышение подвижности снижает требования к точности изготовления механизма.Приведем некоторые примеры.
1. Рассмотрим механизм сдвоенного параллелограмма с одним входным звеном, в конструкцию которого, для повышения жесткости, ввели дополнительное звено 3. Механизм сохраняет работоспособность только при условии, что длины звеньев находятся в следующих соотношениях:
lAB = lDC; lВС = lEF = lDC ; lAE = lDF.
Введение дополнительного звена 3 не вносит новых геометрических связей, а повторяет имеющиеся.
лекция № 2
Слайд 42Тема 2.
Определим число степеней подвижности
W = 3*4 – 2*6 –
0=0.Хотя формально степень подвижности
W = 0, фактическая подвижность остается
равной 1. Звено EF во время работы
обеспечивает сохранение контуру
ABCD формы параллелограмма.
Определим число избыточных связей
q = 1 –3*4 + 2*6 = 1.
Удалив шатун 3, будем иметь
W = 3*3 –2*4 = 1.
Аналогичную ситуацию получим и при исключении шатуна 2.
лекция № 2
Слайд 43Тема 2.
2. Рассмотрим шарнирный четырехугольник
ABCD, в котором оси
КП 5-го класса
не параллельны друг другу. В этом
случае получаем
пространственныймеханизм, число избыточных связей
в котором определим по формуле Малышева:
q =1 + 5*4 – 6*3 = 3.
Для избавления от этих связей повышаем степень подвижности механизма путем использования более подвижных пар 3-го и 4-го классов. Подставив вместо пары B сферическую пару 3-го класса, а вместо пары С - цилиндрическую пару 4-го класса (см. рис.), будем иметь
q = 1 + 5*2 + 4*1 + 3*1– 6*3 = 0.
лекция № 2
Слайд 44Тема 2.
Тогда подвижность будет равна
W = 6*3 – 5*2 – 4*1 – 3*1
= 1.Вместо пар B и С можно ввести 2 сферические
пары 3-го класса. Число подвижностей
при этом увеличится на 1:
W = 6*3 – 2*5 – 3*2 = 2.
Получили механизм с т.н. местной
подвижностью (вращение звена BC вокруг
продольной оси). Число изб. связей:
q = 2 + 5*2 + 3*2 – 6*3 = 0.
Введение местной подвижности облегчает
процесс сборки механизма.
лекция № 2
Слайд 45Тема 2.
2.6. Лишние степени подвижности (свободы)
Лишние
степени подвижности (свободы) – это степени подвижности механизмов, не влияющие
на относительное движение звеньев и применяемые, например, для уменьшения сил трения или облегчения процессов сборки и уменьшения требований к точности изготовления (местная подвижность). Однако с точки зрения расчетов, лишние степени свободы являются нежелательными и от них стараются избавиться. Для определения лишних степеней свободы в плоских механизмах также используется формула Чебышева, в пространственных – формула Малышева (Сомова). Если при этом окажется, что в механизме с одним входным звеном W > 1, то в механизме имеются дополнительные степени подвижности.лекция № 2
Слайд 47
Тема 3. Структурный анализ плоских механизмов.
Основной принцип
образования механизмов был впервые сформулирован в 1914г. русским ученым Л.В.
Ассуром. Им был предложен метод образования кинематических схем механизмов путем последовательного наслоения кинематических цепей, обладающих определенными свойствами.Формулируется принцип Ассура следующим образом: схема любого механизма может быть образована последовательным присоединением к одному или нескольким начальным механизмам (механизмам 1-го класса) структурных групп звеньев с нулевой степенью подвижности, не распадающихся на более простые цепи, обладающие нулевой степенью подвижности.
Эти структурные группы получили название групп Ассура.
лекция № 2
Слайд 48Тема 3
Группа Ассура – это незамкнутая
кинематическая цепь с нулевой степенью подвижности, не распадающаяся на более
простые кинематические цепи, удовлетворяющие этому условию.Правила выделения групп Ассура:
1) Звенья группы должны обладать подвижностью;
2) Группа Ассура не может быть присоединена к одному звену.
Начальным механизмом или
механизмом первого класса
называется ведущее звено,
связанное со стойкой КП 5-го класса.
лекция № 2
Слайд 50Тема 3.
Присоединяемые, к начальному механизму структурные
группы звеньев обладают нулевой степенью свободы, т. е. являются группами
Ассура.Эти группы присоединяются к начальному
механизму, состоящему из ведущего звена 1,
связанного со стойкой 0 кинематической
парой А.
лекция № 2
Слайд 52Тема 3.
Таким образом, число кинематических пар 5-го
класса в группе равно 3/2 n. Так как число КП
может быть только целым, возможны следующие соотношения: n = 2, p5 = 3; n = 4, p5 = 6; n = 6, p5 =9; n = 8, p5 = 12 и т. д. Практическое значение имеют два первых соотношения. Первое соотношение (n = 2, p5 = 3). Эта группа получила название двухповодковой,т. к. присоединяется к механизму с помощью
поводков BC и CD. Второе соотношение (n =4,
p5=6) – треххповодковая группа. Она
присоединяется к механизму тремя
поводками - BE, GD и FC.
лекция № 2
Слайд 53Тема 3.
Группы Ассура делятся на классы,
имеют различный порядок и вид.
Класс группы Ассура
определяется наивысшим числом внутренних КП, входящих в замкнутый контур.Порядок группы Ассура определяется числом элементов звеньев, с помощью которых группа присоединяется к основному механизму ( показаны штриховыми линиями).
Вид группы Ассура определяется сочетанием вращательных и поступательных кинематических пар в двухповодковой группе.
лекция № 2
Слайд 55Тема 3.
3.3.Структурная классификация плоских механизмов
Класс механизма определяется
наивысшим классом структурной группы, входящей в его состав.
Большинство
современных механизмовпринадлежит к механизмам 2-го класса.
Механизм второго класса - это механизм,
в состав которого входят группы не
выше 2-го класса и 2-го порядка.
Механизмы, в состав которых входят
группы не выше 3-го класса, называются
механизмами 3-го класса.
лекция № 2
Слайд 56Тема 3.
Механизмы, в состав которого
входят группы
не выше 4-го класса,
2-го порядка называются
механизмами 4-го класса.
При определении класса механизма
Необходимо указывать, какие из звеньев
являются ведущими. Например, если
в приведенном выше механизме 3-го
класса за ведущее звено принять не
1-е, а 4-е звено, то получим
механизм 2-го класса, так как
наивысшим классом группы Ассура будет второй.
лекция № 2
Слайд 57Тема 3.
Рассмотрим основные виды механизмов 2-го класса.
Если в четырехзвенном механизме 2-го класса все пары вращательные, то
механизм называется четырехзвенником. Если поступательная пара находится на конце одного из звеньев, то механизм называется кривошипно-ползунным. Если поступательная пара находится между звеньями 2 и 3, то механизм называется кулисным.лекция № 2
Слайд 58Тема 3.
3.4. Порядок структурного анализа механизмов
Структурный анализ
механизма следует проводить путем расчленения его на структурные группы в
порядке, обратном образованию механизма, т.е. выделение групп необходимо начинать с наиболее удаленной (последней в порядке присоединения к механизму 1-го класса) группы. В результате отсоединения структурных групп остаётся механизм (механизмы) первого класса.лекция № 2
Слайд 59Тема 3.
Порядок структурного анализа
1. Определить вид механизма.
2. Обозначить все
звенья механизма и дать им названия.
3. Обозначить все кинематические пары
(КП) механизма, определить их класс и вид.4. Вычислить степень подвижности механизма.
5. Разложить механизм на структурные группы Ассура. Определить их класс, вид и порядок.
6. Определить класс механизма.
лекция № 2
Слайд 60Тема 3.
3.5. Структурный синтез механизмов
Структурный синтез
- это нахождение структурной схемы механизма, определяющей положение стойки, подвижных
звеньев, видов и взаимного расположения КП с учетом желаемых структурных, кинематических и динамических свойств. Наиболее распространённым методом структурного синтеза механизмов с замкнутыми кинематическими парами является метод присоединения к начальным механизмам структурных групп на основе принципа Ассура.лекция № 2
Слайд 61Тема 3.
Синтез механизмов является самым ответственным
этапом при создании будущей машины. Синтез представляет собой сложную задачу,
которая обычно имеет многовариантное решение. Традиционно синтез осуществляется в два этапа:1. Структурный синтез, в процессе которого определяется структура будущего механизма;
2. Параметрический синтез, при котором по заданным кинематическим или динамическим свойствам механизма находятся размеры звеньев.
Структурный синтез осуществляется в порядке, обратном структурному анализу.
лекция № 2
