Теория машин - Видео 2 - Подвижность плоских механизмов

#Механическая_инженерия Это видео является частью лекций по теме динамики машин. Это второе видео в разделе «Введение». В этом видео рассматривается подвижность (или степень свободы) плоских механизмов. К концу видео: Во-первых, вы сможете определить, что такое подвижность механизма. Вы узнаете, что такое подвижность плоского механизма. Во-вторых, вы научитесь рассчитывать подвижность плоского механизма. Вы сможете рассчитать подвижность, зная количество звеньев, а также количество и тип кинематических пар механизма. Во-третьих, вы научитесь интерпретировать значение подвижности и прогнозировать поведение плоского механизма на основе этого значения. Для этой цели видео разделено на пять частей. Во-первых, мы вспомним, что такое механизм, что такое звенья и что такое кинематические пары. Механизмы были представлены в первом видео. Здесь мы кратко напомним основные моменты. Во-вторых, мы определим степень свободы звена. Звенья являются основными элементами механизмов. Понимание степени свободы звена — ключевой шаг в понимании подвижности механизма. После представления степени свободы звена (сокращенно — степень свободы) в третьей части мы перейдем к рассмотрению подвижности механизма. Мы подробно рассмотрим подвижность плоских или двумерных механизмов. В основном, мы выведем уравнение, определяющее подвижность, зная количество звеньев, а также количество и тип кинематических пар. В конце этой третьей части мы быстро распространим уравнение, установленное для плоских механизмов, на случай пространственных или трехмерных механизмов. На четвертом этапе мы обсудим полезность расчета и знания подвижности и то, как это значение повлияет на поведение плоского механизма. Мы собираемся интерпретировать значение подвижности. Наконец, мы применим уравнение подвижности к нескольким примерам. Это поможет понять уравнение подвижности и настаивать на правильной интерпретации подвижности. Механизм — это механическая система, состоящая из звеньев. Подвижность механизма зависит от количества звеньев, количества кинематических пар и типа кинематической пары — допускает ли она одну или две степени свободы. Пусть L — количество звеньев, J₁ — количество шарниров с одной степенью свободы или количество нижних пар, и j₂ — количество пар с двумя степенями свободы или количество верхних пар. Подвижность механизма — это Разница между запасом или количеством доступных степеней свободы в звеньях и Использованием этих степеней свободы основанием и кинематическими парами. Подвижность — это весь доступный запас или резерв степеней свободы, обусловленный звеньями. Этот резерв уменьшается на количество степеней свободы, потребляемых или блокируемых из-за опоры и кинематических пар. Каждое звено имеет резерв в три степени свободы. Всего имеется в три раза больше L доступных степеней свободы. Из этих 3L доступных степеней свободы 3 потребляются или блокируются, так как одно звено — это опора, 2 степени свободы j1 потребляются или блокируются нижними кинематическими парами. И j2 степени свободы потребляются или блокируются верхними парами. В результате подвижность M равна 3 кратному L минус 1, минус 2 j1, минус j2. Следовательно, звенья работают как резервуар степеней свободы. Опора и кинематические пары работают как потребители степеней свободы. Уравнение подвижности, установленное здесь, — это уравнение Грублера-Кутцбаха. Звенья являются составными частями механизма. Звенья представляют собой жесткие тела, что означает, что их форма не подвергается существенным искажениям. Теоретически предполагается, что форма звеньев остается неизменной при воздействии на них нагрузок или ускорений. Звенья соединяются между собой с помощью шарниров или кинематических пар. Кинематические пары — это контакты между звеньями, которые уменьшают относительную степень свободы. Эти контакты могут быть точечными, линейными или поверхностными. Одно звено в механизме следует рассматривать как эталон для кинематики других звеньев. Это звено называется опорным. Оно не обязательно является статическим. Движения всех остальных звеньев будут изучаться относительно опорного звена. Механизм — это преобразователь движения. Он преобразует одно или несколько входных движений в другое выходное движение. Входные и выходные движения могут различаться по типу движения, амплитуде, скорости или направлению.