CC BY
42
Литература
1. Архитектура. Строительство. Образование Материалы международной научно -практической конференции / ФГБОУ ВПО «Магнитогорский государственный технический университет им. Г. И. Носова». Пермяков М. Б.. 2013.
2. Chernyshova E. P., Permyakov M. B. Architectural town-planning factor and color environment, World Applied Sciences Journal. 2013. Т. 27. № 4. С. 437-443.
3. Предотвращение аварий эксплуатируемых зданий и сооружений Пермяков М. Б., Чернышова Э. П., Пермякова А. М. Научные труды SWorld. 2013. Т. 50. № 3. С. 38-43.
4. Научные исследования, инновации в строительстве и инженерных коммуникациях в третьем тысячелетии. Воронин К. М., Гаркави М. С., Пермяков М. Б., Кришан А. Л., Матвеев В. Г., Федосихин В. С., Чикота С. И., Голяк С. А. Вестник Магнитогорского государственного технического университета им. Г. И. Носова. 2009. № 2. С. 49-50.
5. Chernyshova Elvira Petrova, Permjakov Mikhail Borisovich Architectural Town-
Planning Factor and Color Environment // World Applied Sciences Journal 27 (4): 437443, 2013 ISSN 1818-4952© IDOSI Publications, 2013 DOI:
10.5829/idosi.wasj.2013.27.04.13654.
6. Пермяков М. Б. Методика расчета остаточного ресурса зданий на опасных производственных объектах // Актуальные проблемы архитектуры, строительства и дизайна: материалы международной науч.-практ. конф. / Под общ. ред. М. Б. Пермякова, Э. П. Чернышовой. - Магнитогорск: Изд-во Магнитогорск. гос. техн. ун-та им. Г. И. Носова, 2012. 169-175 с.
7. Пермяков М. Б., Чернышова Э. П., Кришан А. Л. и др. Актуальные проблемы строительства: монография. - Магнитогорск, 2013. - 139 с.
Structural analysis of spatial mechanisms Gorshkov A. (Russian Federation)
Структурный анализ пространственных механизмов Горшков А. Д. (Российская Федерация)
Горшков Александр Деомидович / Gorshkov Aleksandr - кандидат технических наук, доцент, кафедра общеинженерных дисциплин,
Пермский военный институт внутренних войск, г. Пермь
Аннотация: в статье рассматривается структурный анализ пространственных механизмов, применение которого проиллюстрировано на примерах многозвенных механизмов. Введены в рассмотрение пространственные структурные группы. Abstract: the article discusses the structural analysis of spatial mechanisms, application of which is illustrated on the examples of multilink mechanisms. An overview of spatial structural groups.
Ключевые слова: механизм, кинематическая пара, звено, структурная группа. Keywords: mechanism, kinematic pair, link, structural group.
Предложенная структурная классификация пространственных механизмов представляется достаточно удобной для проведения кинематического и силового исследования механизмов, проводимого аналитическим методом, предложенного автором для анализа плоских механизмов ([5]-[9]).
European science № 2(12) ■ 20
Условие существования пространственных структурных групп, вытекающее из формулы Сомова-Малышева
W = 6п - 5 p - 4p - 3 p = 0, (1)
где W - степень подвижности кинематической цепи, п - количество подвижных звеньев,
Р - количество кинематических пар пятого класса,
Р - количество кинематических пар четвертого класса, p - количество кинематических пар третьего класса.
Из выражения (1) получим
6п = 5 p + 4 p + 3 p (2)
Анализ показывает, что равенство (2) может быть реализовано в четырех случаях:
- при п=2, когда p = p = p = 1, п = — (5 х 1 + 4 х 1 + 3 х 1) = 2, (3)
6
1
-при п=3, когда p = 3, p = 0, p = 1, п = — (5 х 3 + 0 х 1 + 3 х 1) = 3, (4)
6
- при п=3, когда p = 2, p = 2, p = 0, п = — (5 х 2 + 4 х 2 + 3 х 0) = 3 (5)
6
- при п=5, когда p = 6, p = р = 0, п = — (5 х 6 + 4 х 0 + 3 х 0) = 5 (6)
6
Для случая при п=2 (равенство 3) имеем четыре варианта:
Для случая при п=3 (равенство 4) имеем три варианта:
Для случая при п=3 (равенство 5) имеем четыре варианта:
21 ■ European science № 2(12)
Для случая при п=5 (равенство 6) имеем один вариант:
Пример 1.
Пространственный кривошипно-ползунный механизм [2, стр. 94].
Механизм состоит из трех подвижных звеньев (п=3):
- кривошип 1 (входное звено, вращательное движение);
- шатун 2;
- ползун 3 (прямолинейно-поступательное движение) и четырех кинематических пар:
О, D - вращательная и поступательная пары (р5),
В - сферическая пара с пальцем (р4),
C - сферическая пара (р3).
Степень подвижности кинематической цепи:
W = 6 х n — 5 х p5 — 4 х p4 — 3 х p = 6 x 3 - 5 x 2 - 4 x1 - 3 x1 = 1
European science № 2(12) ■ 22
Кинематическая цепь является механизмом. Формула строения механизма
I ^ Gr.?
Пример 2.
Рычажный механизм [4].
Механизм состоит из трех подвижных звеньев (п=3):
- кривошип 1 (входное звено, вращательное движение);
- шатун 2;
- коромысло 3 (вращательное движение) и четырех кинематических пар:
О, D - вращательные (р5),
В - сферическая пара с пальцем (р4),
C - сферическая пара (р3).
Степень подвижности кинематической цепи:
W = 6 х n - 5 х p - 4 х p - 3 х p = 6 x 3 - 5 x 2 - 4 x 1 - 3 x 1
Кинематическая цепь является Формула строения механизма:
I ^ G.r?.
механизмом.
Пример 3.
Модель пространственного шестизвенного механизма ([1], стр. 109).
1.
23 ■ European science № 2(12)
Рис. 4. Структурная схема шестизвенного механизма
Количество подвижных звеньев - n=6.
Количество кинематических пар пятого классар5=7 (A, D, F- вращательные, B,C, E, G - поступательные).
Степень подвижности кинематической цепи:
Кинематическая цепь является механизмом.
Формула строения механизма:
1 ^ G555555.
Пример 4. Карданный механизм ([3], стр. 137).
European science № 2(12) ■ 24
Кинематическая цепь состоит из шести подвижных звеньев (n=6), количество кинематических пар пятого класса р5=7.
Степень подвижности кинематической цепи:
W = 6 х n - 5 х ps = 6 х 6 - 5 х 7 = 36 - 35 = 1.
Кинематическая цепь является механизмом.
Формула строения механизма:
1 ^ G555555'
Литература
1. Артоболевский И. И. Теория механизмов и машин. - М.: Наука, 1975.
2. Левитский Н. И. Теория механизмов и машин.-М.: Наука, 1990.
3. Теория механизмов и механика машин: Учебн. для втузов / Фролов К. В. и др.; М.: Высшая школа, 2003.
4. Кинематический анализ пространственного рычажного механизма методом преобразования координат. Анципорович П. П., Акулич В. К., Дубовская Е. М. Белорусский национальный технический университет, Минск. Репозиторий БНТУ.
5. Горшков А. Д. Применение аналитического метода в кинематическом анализе плоских механизмов. ХУ Международная научно-практическая конференция: «Научное обозрение физико-математических и технических наук в ХХ! веке» Россия, г. Москва, 27-28.03.2015, - С 16-19.
6. Горшков А. Д. Применение аналитического метода в силовом анализе плоских механизмов. ХУ Международная научно-практическая конференция: «Научное обозрение физико-математических и технических наук в ХХ1 веке» Россия, г. Москва, 27-28.03.2015, - С 19-22.
7. Горшков А. Д., Кузьминова Н. А. Применение аналитического метода в силовом анализе рычажного плоского механизма. European Research: Innovation in Science, Education and Technology // European research № 3 (4) / Сб. ст. по мат.: IV межд. науч.-практ. конф. (Россия, Москва, 23-24 мая, 2015). М. - 98 с.
8. Горшков А. Д., Примостка В. Е. Применение аналитического метода в кинематическом анализе плоских многозвенных механизмов. European Research: Innovation in Science, Education and Technology // European Research № 8 (9) / Сб. ст. по мат.: IX межд. науч.-практ. конф. (Россия, Москва, 23-24 октября, 2015). М. 2015, 6-17 с.
9. Горшков А. Д., Примостка В. Е. Применение аналитического метода в силовом анализе плоских многозвенных механизмов. European Research: Innovation in Science, Education and Technology // European Research № 8 (9) / Сб. ст. по мат.: IX межд. науч.-практ. конф. (Россия, Москва, 23-24 октября, 2015). М. 2015, 17-28 с.
25 ■ European science № 2(12)
