Известно [1], что одной из проблем создания планетарных и замкнутых дифференциальных механизмов является зависимость их работоспособности от числа установленных в них сателлитов.
Дело в том, что подвижность таких механизмов определяется формулой Чебышёва П.Л., имеющей вид
W = 3n - 2p5 - p4, (1)
где n - число подвижных звеньев; р5, р4 - числа кинематических пар пятого класса (шарниров) и четвертого класса (высших). В одноступенчатом планетарном механизме общее число звеньев
n = 2 + nc, (2)
где - двойка определяет два звена - ведущее центральное и водило, а nc - число сателлитов. Всем зубчатым механизмам свойственно условие p5 = n, т.е. число звеньев и шарниров всегда равны, а тогда p5 = 2 + nc. Каждый сателлит входит в соединение с центральными колесами, а именно с ведущим и неподвижным венцом в две кинематические пары p4, т.е. p4 = 2nc. Подставляя приведенные значения n, p5 и p4 в (1), получим
nc = W - 2, (3)
откуда следует, что уже при двух сателлитах механизм оказывается неподвижным, а при nc = 3 и выше становится системой статически неопределимой. Принудить такую систему к работе можно лишь путем изготовления сателлитов с зазорами, не позволяющми сателлитам (кроме одного) контактировать с ведущим и неподвижным колесами. При точном изготовлении всех сателлитов появляются избыточные связи, которые и устраняют по движность.
Задача исключения избыточных связей может быть решена только путем соединения всех сателлитов, которые вводятся в механизм сверх одного, в кинематические цепи, обладающие нулевой подвижностью или в так называемые группы Ассура. Учитывая показанные выше условия, что каждый из сателлитов входит в цепь двумя высшими кинематическими парами четвертого класса р4, а общее число кинематических пар пятого класса р5 в зубчатых механизмах всегда равно числу звеньев, группы нулевой подвижности в планетарных механизмах должны иметь четное число звеньев, а числа кинематических пар р4 и р5 должны быть в точности равны числу звеньев, т.е. в них n = р5 = р4 и это число четное. Кроме того, группы должны быть элементарными, т.е. нераспадающимися на более простые.
В настоящем докладе описываются именно такие группы с числом звеньев от двух до двенадцати. Они приведены на рисунке.
Группы нулевой подвижности, пригодные для синтеза безызбыточных планетарных механизмов соответственно: a - двух; b - четырех; c - шести; d - восьми; e - десяти; f - двенадцатизвенные группы
В реальных конструкциях показанные на рисунке группа, могут использоваться по отдельности каждая или совместно а и а, a и b, или а и b и с и т.д. В силу того, что все эти структуры являются группами нулевой подвижности, они как кинематически, так и кинетостатически разрешимы.
Список литературы
1. Макиенко А.В., Дворников Л.Т. Проблема избыточных связей в планетарных механизмах // Международный журнал экспериментального образования. - 2010. - №8. - С. 153.
Библиографическая ссылка
Герасимов С.П., Дворникова Е.В. О ГРУППАХ АССУРА ПРИМЕНИТЕЛЬНО К ПЛАНЕТАРНЫМ ЗУБЧАТЫМ МЕХАНИЗМАМ // Успехи современного естествознания. – 2012. – № 6. – С. 150-150;URL: https://natural-sciences.ru/ru/article/view?id=30510 (дата обращения: 17.08.2024).