Gradul de libertate a mecanismului

Gradul de libertate a mecanismului

Acasă | Despre noi | feedback-ul

Gradul de libertate mecanism numit mișcare independentă a unuia sau a mai multor părți ale lanțului său cinematic în raport cu cremaliera.

În practică de inginerie, două tipuri de sistem mecanic: mecanismul și design. Mecanismul are cel puțin un grad de libertate, în timp ce structura are un număr zero sau negativ de grade de libertate. În proiectarea și fabricarea mecanismului este esențială pentru a asigura numărul dorit de grade sale de libertate; proiectarea și fabricarea de structuri rigide, dimpotrivă, este important să se prevină apariția unor grade de libertate și de transformare structură în mecanism.

Pentru a determina numărul de grade de libertate în conformitate cu schemele de mecanisme există așa-numitele formule structurale universale. Să fie un mecanism, numărul de unități care este n și are o pereche cinematice toate cele cinci clase. Deoarece mecanismul este întotdeauna un contor, numărul de unități mobile. Cel mai mare număr posibil de grade de libertate a unui astfel de sistem va fi în spațiu. Dacă presupunem că legăturile din perechile cinematice - independente, numărul total de conexiuni care limitează mișcarea unităților vor fi exprimate prin ecuația:

unde i - clasa de perechi cinematic, pi - număr de perechi cinematice având clasa i. Apoi, numărul de grade de libertate ale mecanismului va fi determinat ca diferența dintre:

Ecuația rezultată este cunoscută în teoria mecanismelor numite formula structurală Somov - Malyshev.

Se determină numărul de grade de libertate manipulator, a cărui schemă este prezentată în Fig. 6.

Manipulatorul cuprinde o legătură are două translație și una perechi cinematice de rotație. Toate aceste cupluri au clasa a cincea, așa. Apoi, numărul de grade de libertate manipulatorului

Se determină numărul de grade de libertate ale unui ansamblu braț ștergător plat (Fig. 7a).

Mecanismul cuprinde patru legături și patru perechi cinematice de rotație :. . . Numărul de grade de libertate a mecanismului

Acest rezultat înseamnă că Quadric cu orientate arbitrar în spațiu axe de articulație nu este mecanismul, dar de două ori pe structură nedeterminată static. Pentru apariția unui singur grad de libertate impune ca trei independent oțel mecanism de comunicare repetată (redundant). Acest lucru se realizează prin asigurarea axelor de articulație paralele, și anume Mecanismul trebuie să fie în mod necesar plat.

Pentru mecanisme plane există formula structurală Cebîșev:

în care pH - este mai mic numărul, pB - numărul de perechi cinematice superioare. Rezolvarea problemei 2 formula Cebîșev (), obținem

Există mecanisme plate, în care zalele lanțului cinematic se deplasează numai în mod progresiv. Astfel de mecanisme sunt numite pană, cel mai des utilizate în încuietori șuruburi. Schema V mecanism trei legătură prezentat în Fig. 8.

Pentru a determina numărul de grade de libertate a mecanismelor de pană utilizate Dobrovolskogo formula structurală:

Numărul de grade de libertate ale mecanismului (Figura 8).:.

Mobilitatea locală numită gradul de libertate a mecanismului, nu afectează transferul mișcării principale.

Să considerăm mecanismul (Fig. 9). Conform formulei Somov - numărul Malyshev gradelor sale de libertate (..)

Asta este, acest mecanism nu există doar ca trei-dimensional, dar are încă două grade de libertate. Un grad de libertate este o mobilitate majoră necesară pentru transmiterea mișcării de la unitatea 1 la unitatea 3. Al doilea grad de libertate (rotație a tijei 2 în jurul propriei sale axe) nu afectează transferul mișcării principale, deci este o mobilitate locală.

În general, mecanismul poate avea atât mobilitatea de bază și locale: numărul de grade de libertate este definit prin:

în cazul în care WO - numărul de bază, WM - numărul de mobilitate locale.

Mobilitatea locală oferă adesea mecanisme pentru a asigura unități mai favorabile de distribuție a sarcinii și uzură uniformă a suprafețele de contact. Dacă este necesar, mobilitatea locală pot fi eliminate prin creșterea clasei de perechi cinematice corespunzătoare.

1. Lista plat mecanismul de legătură cu patru bare cel mai frecvent utilizate. Dă exemple de mașini sau dispozitive în care există astfel de aranjamente.

2. Care este diferența dintre biela manivela? culbutorul pe culise?

3. Ceea ce se numește gradul de libertate al mecanismului?

4. Ce este diferit de mecanismul de proiectare?

5. Care este factorul de „6“, în formula structurală Somov - Malyshev?

6. Pentru ce mecanisme utilizate de formula structurală Cebîșev?

7. Ce mecanisme sunt numite pană? Care este formula structurală ar trebui să fie utilizat pentru calcularea gradelor de libertate ale mecanismului de pană?

8. Ceea ce se numește o mobilitate locală?

9. Care este scopul mobilității este asigurată în mecanismele locale?

10. Cum pot elimina mobilitatea locală?

apel redundantă astfel de conexiuni, care nu impun noi constrângeri asupra unităților mecanism de deplasare, și doar repeta deja existente. Link-uri redundante pot fi atât în ​​perechile cinematice individuale, cât și la nivelul mecanismului în ansamblu. Distinge conexiune redundantă de trei tipuri: A. B și C (la sugestia profesorului OZOLA).

Link-uri redundantă de tip A are loc în perechile cinematice individuale. Pentru transmiterea de forță de la un link la altul este de ajuns, teoretic, într-un singur punct de contact (fig. 10a). Dacă transmisia forței este asigurată prin contactul cu suprafața, piesele de contact ale suprafeței la toate punctele, dar va forma un tip redundant de comunicare A (Fig. 10b). Redundantă tip de comunicare A sunt utile atunci când transmisia este necesar un efort semnificativ, deoarece link-uri mecanisme reale nu sunt complet solide, iar în cazul unui punct de contact sub sarcină de mare putere va fi o deformare substanțială poate, de asemenea unități de distrugere în zona de contact a acestora.

Se calculează numărul de legături redundante de tip B. (Branching translație) (ramificarea cilindru-plan) (cupluri translatie clasa - a cincea)

Redundantă tip de comunicare B pentru a crește rigiditatea perechii cinematic, dar necesită o precizie ridicată de fabricație și montaj de unități de cuplu.

Redundantă tip de comunicare B sunt formate prin închiderea lanțurilor cinematice în circuitele, prin urmare, al doilea numele lor - contur link-uri redundante. Numărul acestora este determinat de formula OZOLA:

unde W - numărul de grade de libertate a mecanismului, k - numărul cinematic de contururi închise, f - numărul total al gradelor de libertate perechilor cinematice ale mecanismului. Pentru un mecanism de contur plat număr de conexiuni redundante pot fi găsite prin formula Malyshev:

WCH în care: - numărul de grade de libertate a mecanismului, calculat conform formulei Cebîșev WSM - numărul de grade de libertate ale aceluiași mecanism, calculat prin formula Somova - Malisheva.

Se determină numărul de legături redundante într-un ansamblu braț ștergător plat (Fig. 7a).

Pentru acest mecanism. (O buclă închisă) și (odnopodvizhnye patru perechi cinematice). Apoi formula OZOLA:

Mecanismul are trei contur comunicare redundante, care a fost observată în Problema 2 n. 1.6.

Link-uri redundante Conturat crește rigiditatea mecanismului, dar necesită o precizie ridicată de fabricație și montaj link-uri mecanism. Dacă este necesar, acestea pot fi eliminate prin reducerea gradului de una sau mai multe perechi cinematice.

Link-uri redundante pot fi de asemenea introduse în mecanismul prin introducerea în unitățile sale de circuit suplimentare. Luați în considerare mecanism dublu-paralelogram (fig. 13).

articole similare