Структурный анализ и синтез механизмов

Под структурным анализом механизмов понимается определение количества звеньев и кинематических пар, классификация кинематических пар, определение степени подвижности механизмов и установление класса и порядка механизма.

Структурным синтезом механизма называется проектирование структурной схемы, которая состоит из неподвижного звена, подвижных звеньев и кинематических пар. Наиболее удобным методом нахождения структурной схемы считается метод присоединения структурных групп Ассура либо к ведущему звену, либо к механизму. Ассур первым фундаментально исследовал структурную схему плоских стержневых механизмов.

Группа Ассура – это кинематическая цепь, которая, в случае ее присоединения элементами внешних пар к стойке, получает нулевую степень подвижности, т.е. образует ферму. Структурные формулы, группа Ассура получаются из формулы Чебушева:

W=3n-2p₅, откуда P₅=3\2n, где n – число подвижных звеньев.

Отсюда следует, что число кинематических пар 5-го класса в группе обязательно целое число.

Этот принцип проиллюстрирован рисунком 2.12

На рисунке показан пример присоединения двух поводковых пар с нулевыми степенями подвижности к ведущему звену (цифры – это номера звеньев). Класс и порядок считается по той группе, которая имеет наивысший класс (предложил Артоболевский И.И).

Порядок групп определяется числом элементов, которыми группа присоединяется к основному механизму. Пример схем групп различного порядка приведен на рисунке 2.13.

Класс группы определяется классом наивысшего по классу контура входящего в его состав.

Класс контура определяется количеством кинематических пар, в которые входят образующие его звенья.

Номер класса группы равен числу кинематических пар входящих в замкнутый контур образованный внутренними кинематическими парами, за исключением двухповодковой группы, которая условно относится ко 2-му классу всегда.

Класс и порядок механизмов зависят от того какое звено является ведущим.

Принцип наслоения структурных групп распространяется на механизмы, звенья которых представляют собой твердые тела.