Реферат: Механизмы и несущие конструкции радиоэлектронных средств
qs - дополнительные подвижности в M, обусловленные спецификой его структуры.
Подвижности qs появляются в M в том случае, когда перемещения части звеньев совершаются по одним и тем же поверхностям; но эти общие ограничения не мешают звеньям перемещаться относительно друг друга, т.е. становятся пассивными. Это равносильно появлению в M дополнительных подвижностей. В M на рис. 2.4 ограничения в КП A, В и С 5-го класса и в КП D 4-го класса - невозможность линейных перемещений вдоль оси Y и вращательных вокруг оси Z - обеспечивают qs =2.
2.2.5. Степень подвижности многоконтурного M . Сложные M часто содержат несколько связанных замкнутых кинематических цепей - контуров, в каждом из которых может быть различное число ограничений. Для таких M степень подвижности определяется по формуле
w = (6 - qs/c) *k - sum (i- qs/c) * (p)i, (2.2) где c - число контуров в M .
Это уравнение получается из (2.1) и условия k = sum[ (p)i] - c, справедливого для любого M . Например, для двухконтурного M на рис. 2.5 а, в контуре 1 q1 = 0, в контуре 2 q2 = 2 и qs = 2, следовательно, w = (6 - qs/c) *k - sum (i- qs/c) * (p)i = 5*7 - 4*7 - 3*1 - 2*1 = 2.
В M на рис. 2.5 б, который подобен рассмотренному, но имеет q1 = 2, q2 = 3, qs = 5 :
w = (6 - qs/c) *k - sum (i- qs/c) * (p)i == (6 - 5/2) *7 - (5 - 5/2) *9 = 2.
Степень подвижности этих M w = 2, т.е. у них должно быть два ведущих звена в каждом (например, звенья 1 и 7) .
2.3. Пассивные звенья в механизмах
Такие звенья в M дублируют друг друга и вводятся для повышения жесткости конструкции. Пример показан на рис. 2.6, где одно из звеньев 2 или 4 - пассивное и на перемещения остальных звеньев влияния не оказывает. При определениии степени подвижности такие звенья и соответствующие им КП не рассматривают.
2.4. Рациональная структура механизма
М рациональной структуры - это М, не имеющий внутренних пассивных ограничений. Эти ограничения приводят к появлению в М внутренних усилий, которые дополнительно нагружают звенья, КП и вызывают деформацию звеньев и усиленный износ КП, приводят к бесполезным потерям энергии. Пассивные ограничения в М можно найти, использовав уравнение
(2.1) в виде
q = w - 6k + sum[i* (p)i] . (2.3)
Однако в ряде случаев, особенно для многоконтурных М, выражение (2.3) не дает верного результата, так как в нем не учитываются связи между отдельными контурами.
Точно определить пассивные ограничения в М, их характер можно с помощью метода анализа местных подвижностей в КП. Рассматривают все возможные относительные перемещения звеньев в каждой КП, которые должны обеспечить требуемую подвижность звеньев в каждом контуре. Для замыкания любого контура без внутренних усилий необходимы три линейные подвижности вдоль трех произвольно ориентированных непараллельных осей и три угловые вокруг этих осей. Недостающую линейную подвижность по какой-либо оси можно скомпенсировать угловой - поворотом звена вокруг этой оси. Избыток подвижностей в контуре обеспечивает его подвижность, недостаток - пассивные ограничения. Избыточная подвижность в одном контуре может использоваться для компенсации пассивных ограничений в другом, если эта подвижность имеется у звена, входящего в оба контура.
Для М строят таблицу - матрицу подвижностей, где линейные и угловые подвижности обозначают литерами соответствующих КП (рис. 2.7) .
Левая часть матрицы соответствует линейным подвижностям (прямая стрелка), правая - угловым (дугообразная) . В рассматриваемом М линейных подвижностей нет (нули в левой части матрицы), угловых - 6 (обозначены литерами КП в правой части) . Избыток угловых подвижностей вокруг оси Y позволяет компенсировать недостаток линейных вдоль осей X и Z, что изображено зигзагообразными стрелками с обозначением звеньев CD и BC, поворот которых обеспечивает линейные подвижности; первой указывают литеру КП, угловая подвижность в которой использована для компенсации.
Степень подвижности рассматриваемого М w = 1, число пассивных ограничений q = 1 (невозможны перемещения по оси Y). Рациональной структуру этого М можно сделать, заменив любую из его КП такой, которая обеспечивает линейную подвижность вдоль оси Y, или дополнительную угловую вокруг осей X или Z .
Глава 3. КИНЕМАТИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ МЕХАНИЗМОВ
3.1. Основные понятия и определения. Задачи кинематического анализа.
3.1.1. Кинематические параметры - положение звена относительно системы координат, его скорость и ускорение. Кинематические характеристики - функции, связывающие в М параметры движения ведущего звена с параметрами движения ведомого.
3.1.2. Кинематический анализ - раздел теории М, в котором изучают движение звеньев в М, однако причины, вызывающие движение, не рассматриваются.
Задачи кинематического анализа:
а) определение кинематических параметров звеньев М и их характер ных точек;
б) определение кинематических характеристик М.
3.2. Основные виды движения звеньев
3.2.1. Основные виды движения:
а) поступательное;
б) вращательное;
в) сложное.
Последний - общий случай движения, которое может быть представлено суммой поступательного и вращательного или как последовательность мгновенных вращательных движений.
3.2.2. Поступательное движение. Твердое тело или звено перемещается так, что любая прямая, связанная с телом, остается параллельной своему первоначальному положению (рис. 3.1) . Перемещения, скорости и ускорения всех точек звена соответственно одинаковы. Если положения любых двух точек (например, A и В) определить векторами (r) a и (r) b, то при движении вектор (r) ab = AB не меняется, т.е. скорости (v) a и (v) b равны; также равны и ускорения (w) a и (w) b .
3.2.3. Вращательное движение. Все точки звена движутся по круговым траекториям в параллельных плоскостях, а центры этих окружностей находятся на общей оси вращения (рис. 3.2) .