Структурный анализ механизма по Ассуру

 

Строение плоского рычажного механизма по Л.В. Ассуру определяет методику его кинематического и силового расчетов, поэтому очень важно уметь проводить структурный анализ механизма. По классификации Ассура, каждый плоский рычажный механизм, т.е. механизм с низшими кинематическими парами, состоит из начального механизма и структурных кинематических групп.

Начальным механизмом называется кинематическая цепь, содержащая стойку и связанные с ней одноподвижными кинематическими парами начальные звенья (рис. 1.2). В качестве начальных звеньев обычно принимаются входные звенья механизма, т.е. звенья, которым сообщается заданное движение. Начальный механизм обладает степенью подвижности w, равной степени подвижности механизма в целом.

 

 

Рис. 1.2. Варианты начальных механизмов

 

Механизмы, образованные присоединением нескольких групп к начальному механизму, обладают степенью подвижности, равной подвижности начального механизма. Присоединенные группы Асура имеют нулевую подвижность и не изменяют подвижность механизма.

Структурной кинематической группой, или группой Ассура, называется простейшая кинематическая цепь, имеющая нулевую подвижность относительно тех звеньев, к которым она присоединяется, поэтому число кинематических пар группы связано с числом ее звеньев соотношением . Группа Ассура является статически определимой кинематической цепью.

Простейшая группа Ассура состоит из двух звеньев и трех кинематических пар и называется группой 2-го класса. Существуют пять видов структурных групп 2-го класса (табл. 1.3).

 

Таблица 1.3

Виды структурных групп 2-го класса

Класс группы	Порядок группы	Число звеньев	Число кинематических пар	Вид группы	Кинематическая схема структурной группы 2-го класса 2-го порядка
				1-й
				2-й
				3-й
				4-й
				5-й

 

Класс группы равен числу её внутренних кинематических пар, образующих замкнутый контур.

Порядок группы равен числу ее внешних пар, которыми она присоединяется к основному механизму. Структурные группы 2-го класса всегда имеют 2-й порядок, так как присоединение их к основному механизму осуществляется двумя внешними кинематическими парами.

Класс механизма определяется наивысшим классом входящей в него структурной группы. Например: механизм, в состав которого входят группы не выше 2-го класса, называется механизмом 2-го класса.

Степень подвижности механизма определяют по формуле Чебышева:

w = 3 n – 2 p_н – p_в,

 

где n – число подвижных звеньев; р_н – число низших кинематических пар;

р_в – число высших кинематических пар.

Выделение в механизме групп Ассура – это условное разделение его на кинематические цепи, для которых можно проводить силовое и кинематическое исследование, рассматривая их как самостоятельные объекты.

Методику разделения механизма на группы Ассура рассмотрим на примере кинематической схемы плоского рычажного механизма (рис. 1.3). Сначала отделяем структурную группу 2-го класса 2-го вида, состоящую из двух звеньев (IV, V) и трех кинематических пар (3, 6, 7). Затем отделяем следующую структурную группу 2-го класса 2-го вида, состоящую из двух звеньев (II, III) и трех кинематических пар (2, 4, 5). Остается начальный механизм, имеющий степень подвижности w = 1 и состоящий из ведущего звена I и стойки, связанных кинематической парой 1.

 

Рис. 1.3. Разделение механизма на группы Ассура

 

Таким образом, механизм состоит из начального механизма и двух групп Ассура 2-го класса 2-го вида.

Запишем формулу строения механизма в порядке присоединения групп Ассура к начальному механизму:

1(0₁, I) → 2(II, III) → 2(IV, V),

где в скобках римскими цифрами указаны номера звеньев, составляющих первичный механизм (он отнесен к первому классу) и группы Ассура, а арабскими цифрами – класс групп Ассура. Так как в механизме присутствуют группы не выше 2-го класса, то механизм относится к механизмам 2-го класса.