Лекция «Основы теории механизмов. Структурный анализ механизма»

• Введение в дисциплину "Периферийное устройство и механизмы электронных средств".  

• Основные сведения о машинах и механизмах.  

• Классификация машин: энергетические, технологические, информационные.  

• Механизм как часть машины, преобразующая движение.  

• Исполнительный механизм как основная часть машины.  

• Механическая система МС, преобразующая движение.  

• Включение рабочего процесса РП в модель машины.  

• Двигатель Д как неотъемлемая часть машины.  

• Простейшая модель звена.  

• Жесткие и упругие звенья.  

• Традиционные названия звеньев: стойка, кривошип, коромысло, ползун, шатун.  

• Модель неподвижного соединения звеньев.  

• Число степеней свободы в относительном движении.  

• Примеры одноподвижных и двухподвижных пар.  

• Модель кинематической цепи.  

• Число степеней подвижности цепи.  

• Механизм как кинематическая цепь с неподвижным звеном.  

• Нормальный механизм по Коловскому.  

• Геометрический анализ нормального механизма.  

• Структурные группы и их применение.  

• Понятие структурной группы.  

• Применение структурных групп для анализа и проектирования механизмов.  

• Классификация звеньев по конструктивным признакам и деформативности.  

• Соединение звеньев с помощью кинематических пар.  

• Геометрическое и силовое замыкание.  

• Контакт звеньев в ненагруженном состоянии.  

• Классификация кинематических пар по числу степеней свободы.  

• Классификация кинематических цепей по строению.  

• Основные виды механизмов: рычажные, кулачковые, фрикционные, зубчатые.  

• Рычажные механизмы с геометрическим замыканием.  

• Преимущества рычажных механизмов.  

• Примеры кривошипно-шатунных и шарнирно-четырехзвенных механизмов.  

• Ползун и кривошип соединяются с помощью звена два.  

• Звено два совершает сложное плоское движение.  

• Дезаксиал уменьшает давление ползуна на неподвижное звено.  

• Кривошипно-кулисный механизм преобразует вращательное движение в возвратно-поступательное.  

• Кулачковые механизмы образуются путем силового замыкания звеньев.  

• Кулачок задает движение толкателю или коромыслу.  

• Толкатели и коромысла соединяются со стойками с помощью вращательных пар.  

• Кулачковые механизмы преобразуют вращательное или возвратно-поступательное движение.  

• Фрикционные механизмы передают движение за счет сил трения.  

• Простейшая фрикционная передача состоит из двух цилиндрических катков и стойки.  

• Вариаторы обеспечивают плавное изменение угловой скорости.  

• Гибкие звенья передают вращение между валиками при больших межосевых расстояниях.  

• Зубчатые механизмы образованы зубчатыми колесами.  

• Передача нагрузки и движения осуществляется за счет зацепления зубьев.  

• Планетарные механизмы передают вращение между неподвижными и подвижными осями.  

• Винтовые механизмы образованы звеньями гайка-винт.  

• Волновые механизмы передают движение за счет бегущей волны деформации гибкого колеса.  

• Крестоввидный механизм состоит из трех звеньев и передает движение за счет зацепления.  

• Гидравлические механизмы преобразуют движение с помощью жидкости.  

• Пневматические механизмы используют сжатый воздух.  

• Основные задачи структурного анализа включают определение степеней свободы и разделение механизма на группы.  

• Структурные формулы связывают число степеней свободы с числом звеньев и кинематических пар.  

• Число степеней подвижности определяется числом независимых координат.  

• Плоские механизмы имеют структурную формулу, предложенную Чебышевым.  

• Статически определимые механизмы имеют нулевое число избыточных связей.  

• Статически неопределимые механизмы имеют ненулевое число избыточных связей.  

• Избыточные связи могут быть введены для повышения жесткости или устранения неопределенности движения.  

• Лишние степени  

• Структурный анализ включает определение количества звеньев и кинематических пар, классификацию кинематических пар и установление класса и порядка механизма.  

• Структурный синтез предполагает проектирование структурной схемы механизма.  

• Метод присоединения структурной группы к ведущему звену является удобным для нахождения структуры схемы.  

• Группы Асура получают нулевую степень подвижности при присоединении к стойке.  

• Структурные формулы групп Асура получаются из формулы Чебышева.  

• Число кинематических пар пятого класса в группе должно быть целым числом.  

• Класс и порядок механизма определяются по группе с наивысшим классом.  

• Порядок группы определяется числом элементов, которыми она присоединяется к основному механизму.  

• Класс группы определяется классом наивысшего контура, входящего в ее состав.  

• Механизмы с избыточными связями могут быть неподвижными фермами.  

• Избыточные связи можно убрать, не изменяя число степеней подвижности.  

• Механизмы с избыточными связями требуют высокой точности изготовления и монтажа.  

• Число избыточных связей определяется вычитанием числа степеней подвижности по формуле из числа степеней подвижности, найденного опытным путем.  

• Пример механизма с избыточными связями показывает, как они могут привести к появлению лишних степеней подвижности.  

• Плоские механизмы имеют звенья, перемещающиеся в параллельных плоскостях.  

• Формула Чебышева используется для определения числа степеней подвижности плоских механизмов.  

• В плоских механизмах можно выделить структурные группы, включая группы Асура.  

• Структурные преобразования включают условное перенесение входов для упрощения структуры механизма.  

• Пример механизма показывает, как структурное преобразование может упростить его структуру.  

• Структурная инверсия рассматривает выходные координаты механизма как вход, а обобщенные координаты входных звеньев как выходные.