Scientific journal
Advances in current natural sciences
ISSN 1681-7494
"Перечень" ВАК
ИФ РИНЦ = 0,791

Одной из важных проблем, возникающих при создании машин, является устранение в них лишних или так называемых избыточных связей. Такие связи возникают всегда, когда на весь механизм по Добровольскому В.В. накладывается m общих условий связи, так, если создается плоский механизм (рис. 1), то запретными для его звеньев движения являются следующие три: вдоль оси х и поворот относительно осей y и z, т.е. m = 3. Число избыточных связей определяется по формуле

 q = (p - n)m, (1)

где p и n - число кинематических пар и звеньев механизма.

p

Рис. 1. Избыточный четырехзвенный механизм

Таким образом, шарнирный четырехзвенник показанный на рисунке в котором n = 3, а p = p5 = 4 обладает q = 3, т.е. тремя избыточными связями. Устранить эти связи, т.е. позволить механизму самоустановиться в процессе работы можно лишь заменив кинематические пары пятого класса на другие, которые позволяют меньшее число связей, т.е. на пары p4, p3 и т.д.

Однако часто оказывается достаточным позволить некоторые ограниченные дополнительные свободы смещений. Например, вместо вращательной пары - шарнира можно использовать цилиндрическую пару с возможностью смещений звеньев вдоль оси шарнира на некоторые малые смещения, т.е. выполнить ее как пару иного, т.е. четвертого (p4) или третьего (p3) классов. В этом случае сумев вывести механизм из плоскости и уменьшить число m до нуля, т.е. ликвидировать избыточность. Возможно выполнение пар с обеспечением малых осевых смещений вдоль оси шарнира (рис. 2,а) или обеспечение малых угловых отклонений (рис. 2,б) с выполнением последних бочкообразной формы.

Такой способ конструирования машин целесообразен, по меньшей мере, по двум причинам, во-первых, величины смещений всегда заранее могут быть определены исходя из известных размеров и ошибок изготовления звеньев, а, во-вторых, в противном случае, наличие избыточности объективно приведет к вынужденной разработке или разрушению соединений, что чревато непредсказуемыми последствиями. Кинематические пары, дозволяющие наперед заданные малые смещения в естественно неизбежных направлениях, могут быть названы кинематические пары квазивысоких классов.

p 

а

 p

б

Рис. 2. Выполнение кинематических пар квазивысоких классов