Механизм

Моделирование

структура

Элементарных механизмов;

элементарным называется механизм, кинематическую цепь которого нельзя расчленить на части так, чтобы каждая часть сохранила свои основные механические свойства

ведущей и ведомой кинематических цепей;

Ведущая цепь обладает таким же числом основных степеней свободы, что и механизм.

Ведомая цепь после присоединения своими внешними кинематическими парами к ведущей не заменяет .

звеньев и кинематических пар

звеньев и связей между ними

Структура – строение и внутренняя форма организации системы

Внешний ремонт

вид назначение

обслуживание

надежность кинематика динамика стоимость

КПД технологичность

Структурная модель механизма– условный образ механизма, достоверно отображающий его структурные свойства

Структура –

неотъемлимый

атрибут всех ре –

ально сущест –

вующих объек –

тов и систем

О п и с а н и е

Словесное, графическое, символьное, математическое

Механизм состоит из следующих элементов :

Класс механизма

Формула строения

наличие

Связь элементов в структуре подчиняется диалектике взаимодействия части и целого

Для плоских схем

J; J=m-1

Свойства

Кинематич.

Динамическ.

Кинемат.

пассив.

звено

Структур.

грруппа

Струк

схема

Связи свойства количество

расположение

уравнение связи

5. Структурный анализ механизмов

Не в количестве знаний заключается образование, но в полном понимании и в искусном применении всего того, что знаешь.

А. Дистервег

Если изучать механизм как элемент вышестоящей системы, то исследуется поведение механизма в рамках системы (машины), то есть его внешние свойства и выполняемые им функции. Это функциональный подход изучения механизма (принцип «черного ящика»). В структурном подходе (описании) механизм рассматривается как система: выделяются его составные части и связи между ними. При этом появляется возможность объяснить поведение механизма, ответить на вопрос: почему?(принцип «белого ящика»).

Изучив данную главу, вы будете

• Знать возможности структурных схем механизма, правила их построения из конструктивных схем механизмов и уметь строить структурные схемы.

• Знать цели и метод структурного анализа и уметь выполнять структурный анализ механизмов.

5.1. Цель и метод структурного анализа

Под структурным анализом механизма понимают научное исследование для определения числа и геометрии составных частей механизма, их взаимного расположения и сочленения, а также структурных свойств механизма в целом.

Метод изучения структуры механизма состоит в чередовании логических приемов анализа и синтеза с использованием различных структурных моделей механизма. Анализ - это мысленное расчленение изучаемого предмета на его элементы и исследование каждого элемента в отдельности, как части единого целого. Синтез - это мысленное соединение частей предмета, расчлененного в результате анализа, установление взаимодействия и связей частей и познание этого предмета как единого целого. При этом определяется новое качество целого, которого нет у отдельных его частей.

П оясним применение логических приемов анализа и синтеза на примерах. При знакомстве с механизмом по чертежам, макету или натурному образцу выделяются и изучаются отдельные тела и их соединения (анализ). После чего в условных обозначениях изображаются пространственная, а для плоского механизма еще и плоская, структурные схемы (синтез). При исследовании структурной схемы кинематическая цепь сначала мысленно расчленяется на составные части, которыми в зависимости от выбранной структурной модели могут быть: звенья и кинематические пары, группы Ассура и ведущая цепь, элементарные механизмы. Эти составные части исследуются (анализ), например, для кинематических пар определяются их число и вид, а для групп Ассура - класс, порядок и вид. После этого они вновь мысленно собираются в кинематическую цепь (синтез) и определяется новое качество, присущее всему механизму в целом, например, класс и формула строения механизма или число замкнутых контуров, число степеней свободы механизма и т.д.

Конкретные задачи, решаемые при структурном анализе, определяются видом механизма. В зависимости от поставленных задач применяется та или иная структурная модель механизма.

В конце 30-х годов XX в. зарождается советская школа теории механизмов и машин, объединенная общей тематикой и единым научным центром. Начиная с 1937 г. научным руководителем этой школы становится ученик В.П. Горячкина и Д.С. Зернова, И.И. Артоболевский [13]. Рядом с ним в становлении научной школы принимали участие авторитетные и крупные ученые Н.И. Мерцалов, В.В. Добровольский, А.П. Малышев, Л.Б. Левенсон и другие. Сам Иван Иванович Артоболевский неоднократно указывал на то, что школа возникла на базе овладения классическим наследством отечественных и зарубежных механиков и машиноведов. «Катализатором» при этом послужила теория структуры плоских механизмов Л.В. Ассура. Среди проблем теории механизмов, которые особенно интересовали ученых в конце 30-х годов, следует отметить проблему структуры и классификации механизмов, от которой во многом зависело решение проблемы анализа и синтеза механизмов. Учение о структуре И. Артоболевского и В. Добровольского и структурная классификация стали каркасом создания теоретической науки теория механизмов и машин. Теория механизмов из учебного предмета, содержание которого полностью зависело от научных интересов и квалификации преподавателя, стала логически построенной наукой, имеющей свою «таблицу элементов» - учение о структуре и классификации.