Вращательных кинематических

(?) Различные изображении звена, вхо-днщегс в три вращательные кинематические пары

Рис. 1.18. Схематические изображения звена, входящего в две вращательные кинематические пары: о] изображение со схематизированными конструктивными формами: 6} изображение, применяемое на кинематических схемах

цепями,образованными парами V класса. Так, например, сферическая пара с пальцем, показанная на рис. 2.34, а, может быть заменена кинематической цепью (рис. 2.34, б), состоящей из трех звеньев, входящих в две вращательные кинематические пары Л и В, оси которых пересекаются в точке О. Такие

Если обратиться к механизму, показанному на рис. 3.1, то нетрудно видеть, что совокупность звеньев 3, 4, 5 и 6 хотя и обладает нулевой степенью подвижности, но не будет группой, таи как распадается на две кинематические цепи, состоящие из звеньев 3, 4 и 5, 6, каждая из которых обладает нулевой. степенью свободы. В самом деле, кинематическая цепь BCD состоит из двух звеньев 3 и 4, входящих в три вращательные кинематические пары В, С и D, следовательно, ее степень свободы Wгр равна

входят три вращательные кинематические пары, и в этих парах возникают моменты М,, М^, М^ и М*, от сил трения. Величины этих моментов, согласно формуле (11.25), равны

схеме автоматического регулирования (рис. 20.1), но перемещение регулирующего органа 4 (заслонки) происходит посредством гидравлических сервомоторов. Пусть, например, угловая скорость o.)t начального звена машинного агрегата увеличилась. Тогда муфта N начнет подниматься и через систему рычагов поднимет-золотник 5. В цилиндр 6 золотника по трубкам 7 и 8 нагнетается масло под постоянным давлением. При равновесном режиме маслопроводы 10 и 11 перекрыты золотником 5. При подъеме золотника 5 масло по трубопроводам 8 и 6 начнет поступать в нижнюю полость цилиндра 12 сервомотора, поршень 13 переместится вверх и системой рычагов опустит заслонку 4, уменьшая доступ движущей энергии Ря. При движении поршня 13 вверх масло, находящееся в верхней полости цилиндра 12, по трубопроводу 10 и маслопроводу 9 вытесняется в приемник масла. После того как заслонка 4 опустится, угловая скорость coj уменьшится, муфта N начнет опускаться вниз, золотник 5 перекроет трубопроводы 6 и 10, и доступ масла в цилиндр 12 сервомотора прекратится. После возвращения золотника 5 в исходное положение процесс регулирования должен закончиться. Рассмотренная система регулирования обеспечивает поддержание постоянной установившейся угловой скорости начального звена и носит название астатической системы регулирования. Чтобы регулятор во всех случаях регулирования выключал сервомотор, рассмотренная система регулирования снабжается дополнительным звеном 14, входящим во вращательные кинематические пары О и Л со звеном 15 и штоком 16 поршня 13, а звено 15 входит во вращательную пару М с муфтой N. При этом точка О освобождается от закрепления со стойкой. Звено 14 и шток 16 показаны на рис. 20.3 штриховой линией. Звенья 14, 15 и 16

плоское движение и образует с другими подвижными звеньями вращательные кинематические пары. Такое звено называют шатуном. На рис. 7 изображены кривошипно-кулисные механизмы. Звено 3 этих механизмов, представляющее собой подвижную направляющую' для звена 2, называют кулисой, а звено 2 — кулисным камнем.

Для образования заменяющего механизма любую высшую кинематическую пару заменяют одним звеном (например, звеном ВС на рис. 3.37, а), длина которого равна сумме радиусов кривизны элементов кинематической пары: iin:---R\ } R-j, и двумя низшими кинематическими парами. Вращательные кинематические пары В и С при замене высшей кинематической пары располагают в центрах кривизны соприкасающихся профилей (рис. 3.37, а). Нсли радиус кривизны одного из элементов равен бесконечности прямая линия на звене 3 (рис. 3.37, 6) и на звене / (рис. 3.37, в)\, го заменяющим звеном является ползун 2, направляющая уу которого параллельна прямой линии профиля и проходит со смещением а через (a = R на рис. 3.37, б, a^R,, на рис. 3.37, д) центр кривизны В другого профиля.

Рассмотрим плоскую структурную схему трехзвенного механизма (рис. 4.3, а), состоящего из звеньев / и 2, образующих между собой высшую кинематическую пару К 4-го класса и со стойкой 0 вращательные кинематические пары А и D 5-го класса. Кинематическую пару К можно заменить одним звеном, присоединенным к звеньям / и 2 кинематическими парами 5-го класса. Вид и расположение этих кинематических пар зависят от элементов высшей кинематической пары. Для того чтобы замена была структурно и кинематически эквивалентной, проводим общую нормаль п — п к соприка-

ется с помощью микропроцессорного управления движением входных звеньев. На рис. 18.6 показаны схемы манипуляторов, требуемая точность позицирования у которых достигается применением транспортирующих кинематических цепей, образующих замкнутые контуры. Общий принцип построения таких схем заключается в следующем. К входным звеньям, составляющим со стойкой приводные вращательные (рис. 18.6, а) или поступательные (б) кинематические пары, присоединяется пространственная структурная группа, число поводков которой соответствует числу входных звеньев. К входным звеньям / и 2 (см. рис. 18.6, а), составляющим со стойкой приводные вращательные кинематические пары А и В, присоединяется диада 3 — 4с вращательной С и сферическими N и М кинематическими парами. В таком манипуляторе число степеней свободы звена 4 равно двум. Большее число степеней свободы может быть получено использованием многоповодковой структурной группы с входными звеньями /, /', 1"', 2, 2', 2" (б).

зом, чтобы выполнить кинематическое и силовое исследование ме-' '-ханизма, необходимо составить его кинематическую схему. Для удобства изображения звеньев и кинематических пар приняты следующие условные их изображения, независимо от действительного конструктивного оформления (рис. 3.102). Рычаги с двумя и тремя элементами кинематических пар обозначаются по рис. 3.102, а, б. Вращательные кинематические пары, образованные двумя рычагами, изображены на рис. 3. 102, в. Поступательные пары представлены на рис. 3.102,г, д.

потоке Я = 400 н (приложена в центре масс S3) и сила тяжести колеса QK = 60 н (приложена в точке ?); звено 2 не нагружено. Диаметры цапф вращательных кинематических пар А, В, С, D соответственно равны dA = 50 мм, dB = 30 мм, dc — iO мм и dD = 50 мм. Коэффициенты трения во всех кинематических парах / = 0,1.

На рис. 8.1 показан простейший сферический шарнирный четырехзвенник ABCD, оси вращательных кинематических пар которого пересекаются в точке О. В ней пересекаются оси 1, 2, 3 и 4

вращательных кинематических пар V класса. Кинематическая схема этого механизма показана на рис. 8.2.

Изображая кинематическую схему механизма, Рис. 26 прежде всего отмечают положения неподвижных геометрических элементов поступательных и вращательных кинематических пар. Затем ведущее звено устанавливают в заданное положение, и методами, изложенными выше, находят положения звеньев структурных групп.

Для одноподвижных вращательных кинематических пар, приведенных на рис. 2.19,6, она равна пяти, а на рис. 2.19,в — двум, на рис. 2.19, а,г — нулю.

Углы наклона векторов отсчитывают в положительном направлении от оси абсцисс. Начало координат А системы координат Аху располагают на оси вращения начального звена (рис. 3.19) или в какой-либо другой точке, а ось абсцисс Ах связывают со стойкой (например, с направлением Ad через оси А я О вращательных кинематических пар на рис. 3.19).

Во вращательных кинематических парах относительное движение точек звеньев происходит по окружностям. Это может быть пара скольжения — низшая пара (рис. 2,2, а) и пара с телами качения в виде шариков или роликов, движение которых не влияет на относительное движение звеньев кинематической пары (рис. 2.2,6).

сающимся профилям в точке К, ставим на ней точки В и С, являющиеся центрами кривизны этих профилей в рассматриваемом положении механизма. Заменяющее кинематическую пару К звено 3 располагается по общей нормали п — п, а центры вращательных кинематических пар, которыми она присоединяется к звеньям / и 2, должны совпадать с точками Б и С. Если одно из звеньев будет иметь прямолинейный профиль (рис. 4.3, б), то центр его кривизны расположен в бесконечности, и звено 3 будет с поступательной кине-/п

Рассмотрим синтез механизма шарнирного четырехзвенника для произвольного случая положения его звеньев и осей кинематических пар (рис. 8.2). Зафиксируем на осях вращательных кинематических пар А' и D' точки А и D, которые используем для построения векторных многоугольников. При использовании пространственных координатных систем целесообразно применять вспомогательные координатные системы, позволяющие получить простые зависимое ти для координат точек в них, а координаты этих точек в основной системе — через формулы перехода (см. гл. 5). Для упрощения векторных преобразований в разных координатных системах ось Ох основной координатной системы Oxyz направим по оси кинематической пары D', ось Ог — по линии кратчайшего расстояния 001 между скрещивающимися осями кинематических пар D' и А', а ось Оу — перпендикулярно плоскости хОг.

универсального шарнира, основываясь на свойствах векторов угловых скоростей. Поместим начало координат О системы Охуг (рис. 17.3, а) в центр крестовины 2 механизма. Ось Ог направим по оси вращательной кинематической пары А, ось Ох— перпендикулярно Ог в плоскости осей вращательных кинематических пар А и D.

трех вращательных кинематических парах (рис. 18.3, г), манипулятор называется антропоморфным и перемещение заданной точки звена 3 организуется в системе координат, называемой ангулярной. Ориентирующие кинематические цепи присоединяются обычно вращательной кинематической парой к транспортирующим (рис. 18.4). Оси кинематических пар ориентирующих кинематических цепей манипулятора располагаются обычно перпендикулярно друр другу. К ориентирующим кинематическим цепям присоединяется захватное устройство (захват), предназначенное для удержания