ПОРЯДОК ПРОВЕДЕНИЯ СТРУКТУРНОГО АНАЛИЗА

1. Изобразить схему механизма. Пронумеровать звенья; нумерация звеньев начинается с того звена, где задано вращение (w₁, n₁).

2. Рассчитать степень подвижности механизма. По степени подвижности определить количество ведущих звеньев (кривошипов, механизмов I класса). Дать названия звеньям механизма.

3. Выделить механизм I класса (ведущее звено со стойкой) и структурные группы Ассура II, III и т.д. классов.

4. Изобразить структурные группы в том же масштабе, что и механизм, начиная с последней, считая от ведущего звена. Для каждой структурной группы рассчитать степень подвижности (см. формулу 1.2) и изобразить структурную формулу (см. формулу 1.8). Определить класс и вид структурной группы.

5. Изобразить механизм I класса. Рассчитать степень его подвижности, записать структурную формулу.

6. Составить формулу строения всего механизма в порядке присоединения структурных групп к механизму I класса по образцу

. (1.9)

7. Определить класс всего механизма. Класс всего механизма определяется по наивысшему классу структурной группы.

Рассмотрим несколько примеров на структурный анализ.

Пример 1.Выполнить структурный анализ механизма соломонабивателя (рисунок 1.16).

а – кинематическая схема механизма;

б - структурная группа 2-3; в – механизм I класса

Рисунок 1.16. - К структурному анализу механизма

соломонабивателя

1. Рассчитываем степень подвижности по формуле (1.2)

,

где n = 3 (количество подвижных звеньев), р₅ = 4 (количество низших кинематических пар V класса (О(1,4); А(1,2); В(2,3); С(3,4)), р₄= 0 (количество высших кинематических пар IV класса).

2. W=1, поэтому ведущее звено одно (показано стрелкой). Тогда, 1 звено ОА – кривошип (ведущее), 2 звено АВ – шатун, 3 звено ВС - рычаг (коромысло), 4 звено – стойка (неподвижное).

3. Для структурной группы 2-3 имеем:

.

Структурная формула структурной группы

1 вид.

4. Для механизма I класса имеем:

.

Структурная формула механизма I класса

.

5. Формула строения всего механизма (1.9)

Þ .

6. Вывод. Данный механизм II класса.

Пример 2.Выполнить структурный анализ механизма привода качающегося конвейера (рисунок 1.17, а).

Рисунок 1.17. - К структурному анализу механизма

привода качающегося конвейера

1. Рассчитываем степень подвижности по формуле (1.2)

,

где n = 5 (количество подвижных звеньев), р₅ = 7 (количество низших кинематических пар V класса (О(1,6); А(1,2); В(2,3); С(3,6); D(3,4); D(4,5); D(5,6)), р₄ = 0 (количество высших кинематических пар IV класса).

2. W=1, поэтому ведущее звено одно (показано стрелкой). Тогда 1 звено – кривошип (ведущее), 2 звено АВ – шатун, 3 звено ВСD - кулиса, 4 звено - кулисный камень, 5 звено - ползун, 6 звено – стойка (неподвижное).

3. Для структурной группы 4-5 имеем (рисунок 1.17, б):

.

Структурная формула структурной группы 4-5

4 вид.

4. Для структурной группы 2-3 имеем (рисунок 1.17, в):

.

Структурная формула структурной группы

1 вид.

5. Для механизма I класса имеем (рисунок 1.17, г):

.

Структурная формула механизма I класса

.

6. Формула строения всего механизма (1.9)

Þ Þ .

7. Вывод. Данный механизм II класса.

Пример 3.Выполнить структурный анализ механизма конхоидографа (рисунок 1.18). Рассмотрим два варианта.

1 вариант. На рисунке 1.18,а едущее звено первое (АВ).

а – ведущее звено первое; б - ведущее звено четвертое

Рисунок 1.18. - К структурному анализу механизма конхоидографа

1. Рассчитываем степень подвижности по формуле (1.2)

,

где n = 5 (количество подвижных звеньев), р₅ = 7 (количество низших кинематических пар V класса (А(1,6); В(1,2); С(2,3); D(3,4); G(4,6); E(3,5); F(5,6)), р₄ = 0 (количество высших кинематических пар IV класса).

2. W=1, поэтому ведущее звено одно (показано стрелкой). Тогда 1 звено АВ – кривошип (ведущее), 2 звено ВС – шатун, 3 звено DСF - шатун, 4 звено DG – рычаг (коромысло), 5 звено – качающийся ползун, 6 звено – стойка (неподвижное).

3. Для данного варианта можно отделить только кинематическую цепь, состоящую из звеньев 2, 3, 4 и 5. Эта цепь представляет собой группу Ассура третьего класса, так как в ней три внутренних кинематических пары (вращательные пары D, C и поступательная E) и три внешних (вращательные пары B, G и F). Для данной структурной группы 2-3-4-5 имеем:

.

Структурная формула структурной группы 2-3-4-5

2 вариант. Ведущее звено четвертое (DG). По этому варианту (рисунок 1.18, б) от механизма последовательно отделяются группы Ассура второго класса, состоящие из звеньев 1-2, 3-5. Степень подвижности не меняется - W=1, поэтому ведущее звено одно (показано стрелкой). Тогда 4 звено DG– кривошип (ведущее), 2 звено ВС – шатун, 3 звено DСF - шатун, 1 звено АВ – рычаг (коромысло), 5 звено – качающийся ползун, 6 звено – стойка (неподвижное).

4. Для структурной группы 1-2 имеем:

.

Структурная формула структурной группы

1 вид

5. Для структурной группы 3-5 имеем:

.

Структурная формула структурной группы

3 вид.

6. Для механизма I класса имеем:

.

Структурная формула механизма I класса

.

7. Формула строения всего механизма (1.9)

Þ Þ

8. Вывод. Данный механизм II класса.

Пример 4.Выполнить структурный анализ приемника давления электрического дистанционного манометра (рисунок 1.12, а).

4. Подсчитывается степень подвижности механизма по формуле Чебышева (1.2). Имеем n=4, p₅=5, p₄=1. Далее получаем

.

Строится заменяющий механизм (рисунок 1.12, б) (кинематическая пара IV класса В заменяется одним звеном, входящим в две кинематические пары V класса). Для этого механизма имеем, n=5, p₅=7 и получаем

.

5. Ведущее звено задано в условии примера и должно быть одно, так как W=1. Тогда 1 звено – ползун-кулиса (ведущее), 2 звено О₂СD– коромысло, 3 звено DЕ - шатун, 4 звено – ползун, 6 звено – кулисный камень, 5 звено – стойка (неподвижное).

6. Механизм расчленяется на группы Ассура (рисунок 1.12, б). Вначале отделяется группа Ассура второго класса, образованная звеньями 3 и 4 (DEF), затем группа второго класса, состоящая из звеньев 2 и 6 (CO₂B). На этом разложение заканчивается, так как остались ведущее звено 1 и стойка 5.

7. Для структурной группы 3-4 имеем:

.

Структурная формула структурной группы 3-4