Кінематичне дослідження механізму четвертого класу з трьома поступальними та іншими обертальними кінематичними парами

Abstract

Виконано дослідження кінематичних параметрів механізму четвертого класу з одною ведучою ланкою, трьома поступальними та іншими обертальними кінематичними парами, який утворений початковим механізмом та структурною групою ланок четвертого класу, в якій дві поступальні пари є внутрішніми, одна – зовнішньою. В структурній групі ланок четвертого класу замкнений контур утворений однією поступальною та трьома обертальними кінематичними парами. В цілому структурна група, що утворена шістьма ланками та дев’ятьма кінематичними парами, відноситься до групи ланок четвертого класу третього порядку та є основою складного плоского механізму відповідного класу. За допомогою способу умовної структурної зміни дійсної ведучої ланки механізму четвертого класу іншою умовно можливою розроблено послідовність та виконано кінематичне дослідження механізму четвертого класу з трьома поступальними та іншими обертальними кінематичними парами, визначено лінійні вектори швидкостей точок механізму. Для кінематичного дослідження застосовано графоаналітичний метод, який дозволяє розв’язати векторні кінематичні рівняння для механізму четвертого класу у вигляді графічних побудов, які спочатку виконано в довільно обраному масштабі, а потім його уточнити з урахуванням кінематичних параметрів конкретного дослідження. Отримані результати дослідження можуть бути використані для проведення аналогічних досліджень.

The structural groups of links, composed of six links and nine kinematic pairs, form the basis for synthesizing a significant number of complex planar mechanisms, such as mechanisms of the third, fourth, fifth, and sixth classes. The investigation of these mechanisms presents certain difficulties as each complex mechanism requires an individual approach to its analysis. It should be noted that for many complex mechanisms of higher classes, a specific sequence of actions needs to be developed. Therefore, new research on such mechanisms is necessary and relevant. A study was conducted on the kinematic parameters of a fourth-class mechanism with one driving link, three translational pairs, and other rotational kinematic pairs. This mechanism is formed by the initial mechanism and the structural group of fourth-class links, where two translational pairs are internal, and one is external. The structural group of fourth-class links forms a closed loop consisting of one translational and three rotational kinematic pairs. In general, the structural group, consisting of six links and nine kinematic pairs, belongs to the group of fourth-class links of the third order and serves as the basis for a complex planar mechanism of the corresponding class. Using the method of conditional structural changes to the actual driving link of the fourth-class mechanism, another conditionally possible sequence was developed, and a kinematic study of the fourth-class mechanism with three translational and other rotational kinematic pairs was carried out. Linear velocity vectors of the mechanism's points were determined. For kinematic investigation, a graph-analytical method was applied, allowing the solution of vector kinematic equations for the fourth-class mechanism in the form of graphical constructions. These constructions were initially performed in an arbitrarily chosen scale and then refined, taking into account the kinematic parameters of the specific study. The obtained research results can be beneficial, particularly for researchers dealing with planar mechanisms of the fourth and higher classes, conducting similar investigations.