VI Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум - 2014

Исследования, проведенные такими учеными как, Добровольский В.В., Колчин Н.И., Решетов Л.Н., показали, что вполне работоспособными, самоустанавливающимися являются механические системы удовлетворяющие формуле подвижности Малышева А.П.

где W – подвижность механизма, n – число подвижных звеньев, p_i – число кинематических пар.

Все плоские механизмы, звенья в которых соединены одноподвижными кинематическими парами р₅, формуле (1) Малышева А.П. не удовлетворяют и работоспособны лишь принудительно, в них неизбежны избыточные связи.

Известны методы полного и частичного устранения избыточных связей в шарнирных механизмах [1], заключающиеся в адресной замене пар пятого класса p₅ парами более высоких классов. В настоящей статье для решения поставленной задачи используется иной метод - метод применения так называемых трексов, т.е. трехзвенных кинематических соединений, сущность которых обоснована в работе [2]. При этом методе цель достигается за счет введения в цепь особых дополнительных звеньев, которые служат единственной цели - увеличить подвижность между соединяемыми звеньями.

Одним из трексов, позволяющих устранить избыточные связи в механизмах является такой (рис.1), в котором между звеньями 1 и 3 устанавливается дополнительное звено 2, образующее со звеном 1 сферическую, а со звеном 3 вращательную кинематические пары.

При этом движение звена 1 передается непосредственно на звено 3, т.к. ось вращательной кинематической пары между звеньями 2 и 3 проходит через центр сферической пары звеньев 1 и 2, и поэтому геометрический размер звена 2 никак не влияет на относительное движение звеньев. Если рассмотреть подвижность звена 3 по отношению к звену 1, приняв его за неподвижное, то окажется, что W_{1 – 3} = 6n – 5p₅ – 3p₃ = 12 – 5 – 3 =4, т.е. установка описанного трекса в кинематическую цепь соответствует установке четырехподвижной пары второго класса p₂.

На рисунке 2 показан кривошипно – ползунный механизм, в котором шатун 2 ползун 4 образуют трекс (рис.1). Этот механизм по формуле (1) имеет подвижность W=1. Причём этот результат можно получить, сосчитав все звенья и пары – n =4, p₅ =4, p₃ = 1,W =24 – 20 – 3= 1, или принимая трекс за кинематическую пару p₂, тогда n=3, p₅=3, W=18 – 15 – 2= 1.

Отметить, что проблема использования трексов в кинематических цепях ещё не получила должного развития.

Список использованной литературы

1. Дворников Л.Т., Гудимова Л.Н., Большаков Н.С. Опыт исключения избыточных связей в шестизвенных плоских механизмах. Известие ВУЗов. Машиностроение, 2007, №5, с.29 -38.

2. Дворников, Л.Т. К проблеме синтеза многоподвижных соединений звеньев механических систем/ Л.Т. Дворников// Материалы одиннадцатой научно-практической конференции по проблемам механики и машиностроения, Новокузнецк: СибГИУ.- 2001.- С. 9-21.