II. Порядок проведения структурного анализа

1. На структурной схеме механизма обозначаются звенья и кинематические пары.

2. Определяется степень подвижности механизма и сравнивается с числом входных звеньев, при этом должно выполняться условие W = n_вх. Если оно не выполняется, то это свидетельствует о наличии в механизме пассивных звеньев или лишних кинематических связей. Такие звенья и связи не учитываются при определении степени подвижности механизма, поэтому схема механизма от них освобождается.

3. Выделяется структурная группа наиболее удаленная от начального механизма. При этом выделенная структурная группа должна быть наинизшего класса.

4. Проверяется соответствие структурной группы следующим условиям:

Степень подвижности структурной группы равняется нулю (W_гр = 0);

Число подвижных звеньев четное (n – четное);

Соблюдается соотношение ;

Степень подвижности оставшейся части механизма не изменяется (W = const).

Если перечисленные условия выполняются, то определяются класс, порядок и вид структурной группы.

Если хотя бы одно из условий не выполняется, то осуществляется переход к выделению структурной группы более высокого класса.

5. В результате проведения структурного анализа в рассматриваемом механизме определяется количество структурных групп и начальных механизмов.

6. Составляется структурная формула механизма и определяется его класс.

Пример структурного анализа

В примере рассматривается механизм, представленный на рис. 1.5 лабораторной работы № 1 «Составление структурных (кинематических) схем и определение основных характеристик механизмов».

Структурный анализ выполняется в соответствии с вышеуказанным порядком.

1. На структурной схеме механизма вытяжного пресса обозначаются звенья и кинематические пары:

2. Определяется степень подвижности механизма и сравнивается с числом входных звеньев. В рассматриваемом механизмe: n_вх = 1; n = 5; р₅ = 7; р₄ = 0 (нет высших пар)

Механизм одноподвижный. Число степеней свободы соответствует числу начальных звеньев (условие W = n_вх выполняется), механизм не имеет пассивных звеньев и лишних связей.

3. Выделяется структурная группа наиболее удаленная от начального механизма. В данном механизме такой группой является группа, в состав которой входят звенья 5 и 4.

4. В группе: n = 2; р₅ =3.

4.1. .

4.2. n = 2 – четное.

4.3. .

4.4. Рассматривается оставшаяся часть механизма: n_вх = 1; n = 3; р₅ = 4; р₄ = 0 (нет высших пар).

.

Рассматриваемая группа является группой 2-ого класса, 2-ого порядка и 2-ого вида (ПВВ).

5. От оставшейся части механизма отсоединяется следующая структурная группа, состоящая из 3 и 2 звеньев. В группе: n = 2; р₅ =3.

5.1. .

5.2. n = 2 – четное.

5.3. .

5.4. Рассматривается оставшаяся часть механизма: n_вх = 1; n = 1; р₅ = 1; р₄ = 0 (нет высших пар).

.

Рассматриваемая группа является группой 2-ого класса, 2-ого порядка и 1-ого вида (ВВВ).

Звенья 0 и 1 образуют начальный механизм 1-го класса, 1-го порядка.

В состав механизма входят две структурные группы и один начальный механизм. Наивысший класс групп 2-й и, следовательно, механизм относится к 2-му классу.

6. Структурная формула рассматриваемого механизма имеет вид: I®II₂₁®II₂₂.

Порядок выполнения работы

Выполнить структурный анализ механизмов, рассматриваемых в лабораторной работе № 1.

1. Изобразить структурную схему механизма, стрелкой обозначить входное звено.

2. Обозначить звенья арабскими цифрами, кинематические пары прописными латинскими буквами.

3. Выполнить структурный анализ механизма согласно порядку указанному выше.

4. Составить отчет.

Контрольные вопросы

1. Что называют структурной схемой механизма?

2. Каковы задачи структурного анализа?

3. В чем отличие входных звеньев от выходных?

4. Какие кинематические цепи называют структурными группами (группами Л.В. Ассура)?

5. В каком соотношении находятся число звеньев и кинематических пар в структурной группе?

6. Как определяются класс и порядок структурной группы?

7. По какому признаку определяется вид структурной группы?

8. Каков порядок структурного анализа механизма?

9. Может ли одна кинематическая пара в механизме принадлежать двум структурным группам?

10. Может ли плоский рычажный механизм иметь нечетное число звеньев?

11. Какие звенья в механизме называют пассивными?

12. Для чего пассивные звенья в механизмах?

13. Как исследуют механизм, в составе которого есть пассивные звенья?

14. В каком соотношении находятся число степеней свободы и число начальных звеньев в механизме?

15. Чем отличаются высшие кинематические пары от низших?