Без кинематична диаграма е невъзможно да си представим какъвто и да е вид оборудване. Говорим за автомобили, трактори, металорежещи машини и по-прости видове механизми. Като цяло кинематиката е специален отдел по механика, който е насочен към изучаване на свойствата на връзките в механизмите. Науката позволява кинематичен анализ чрез изучаване на траекториите на движение на връзките, определяне на точки, позиции и скорости на елементите. Постигането на крайния резултат е невъзможно без обосноваване на концепцията за "кинематична схема", която ще бъде разгледана в тази статия.
Какво е кинематична схема? Основни понятия
Ако отговорите накратко на този въпрос, тогава кинематичната диаграма е вид чертеж или документ, така да се каже, който показва всички механични връзки с размери. Честовръзките на веригата се наричат кинематични двойки. Ако го дефинираме на научен език, то това са спрегнати твърди елементи в количество от 2 парчета, които поради условията на комуникация ограничават движението един на друг.
Наличието на размери е необходимо за провеждане на кинематичен анализ, който изучава основите на движението на механизмите, техните траектории и скорости. Кинематичните проблеми могат да бъдат решени както графично, така и експериментално.
По принцип говорим за кинематичната схема, когато анализираме вида на механизма. Наричат го определена система от тела, която преобразува движението на едни за необходимото движение на други. Съставът на всеки механичен елемент включва връзки - няколко твърди частици, здраво свързани помежду си. Връзка, която се счита за фиксирана, се нарича багажник.
Елемент от кинематична двойка или връзка е система от повърхности и линии, по които една връзка влиза в контакт с друга. Тази точка се нарича също възел на кръстовище.
Области на приложение на кинематичните схеми
Кинематичната схема се използва в абсолютно всички области на индустрията - машиностроене, машиностроене и т.н. Всички правила за изпълнение са регламентирани със специален документ - т.нар. GOST.
Правила за прилагане на схеми
Има няколко основни закона за изготвяне на кинематични чертежи:
- Документът може да бъде направен както на хартиен, така и на електронен носител. Препоръчително е да се изготвят диаграми за дизайн на един лист с възможност за разделянето му в необходимите форматипри печат.
- В случай на използване на сложни схеми е разрешено използването на мултимедийни инструменти, тоест е възможно да се покаже движението в динамика по визуален начин.
Кинематичните чертежи са разделени на три типа: основни, структурни и функционални. Правилата за съставянето им също се различават едно от друго.
Що се отнася до схемните схеми, фигурата задължително трябва да показва всички видове връзки между елементите. Документът се предоставя под формата на сканиране. Основната кинематична диаграма, чиито обозначения разработчикът посочва в полетата, трябва да бъде изобразена в очертанията на продукта в аксонометрична проекция. По-подробни правила за тяхното приготвяне могат да бъдат намерени в съответствие с GOST 2.303 и 2.701.
Основната разлика между блоковите диаграми и схемните схеми е, че първите изобразяват функционалните части на продукта и връзката между тях. Като правило те се представят под формата на графични изображения или аналитичен запис.
Функционалните диаграми илюстрират връзката между части от елементи, които са изобразени с прости геометрични фигури.
Кой регулира правилността на схемите?
Правилата за компилиране са описани в междудържавни документи за стандартизация. Много страни по света гласуваха за влизането в сила на този документ преди много години. От време на време се правят промени в GOST, това е разбираемо - научният прогрес не стои на едно място, науката се развива, а с него и регулаторните документи претърпяват промени. Освен отосновният стандарт, правилата за изпълнение на кинематичните диаграми са предписани в Единната система за конструкторска документация.
Определяне на структурата на механизмите
Както споменахме по-горе, всички механизми се състоят от определен брой кинематични двойки. Те са разделени на няколко основни:
- по тип връзка - към по-ниско и по-високо;
- според метода на затваряне;
- за относително движение по двойки - за транслационно, ротационно, цилиндрично и др.
Кинематичните схеми на механизмите определят тяхната структура. Ако дадете определение на тази концепция, тогава тя е съвкупността от всички елементи на устройството и връзките между тях. Освен това, за да определите структурата на механизма, трябва да установите състава на входящите връзки.
Въз основа на горните класификации се разграничават основните типове машинни елементи, които определят нейната структура:
- стой;
- пръчка;
- манивела;
- creeper.
Видове механизми
Има голям брой различни дизайни. Най-често механизмите се делят на:
- лост или прът;
- триене;
- cam;
- механизми с гъвкави връзки;
- назъбени и други
Сред основните класификации на механизмите има една, която ги разделя на три групи:
- функционален (според принципа на технологичния процес);
- структурно (по структура);
- структурно-конструктивно (според конструктивните принципи).
Повече подробности за кинематичните диаграми ще бъдат описани с примера на електрическо задвижване.
Какво е задвижване? Неговата цел
Преди да говорите за кинематичната схема на задвижването, трябва да знаете каква е тя. Задвижването е специално устройство, което задвижва машината с помощта на двигател. С други думи, механизмът започва да се движи от потока на енергия, който идва или от двигателя, или от допълнителни елементи. Кинематичната схема на скоростната кутия е незаменима при изучаване на концепцията за "задвижване". Това устройство е механизъм от червячни или зъбни колела, който предава въртене от двигателя директно към вала на машината. Тялото му е изградено от лагери, валове и зъбни колела.
Кинематична диаграма на задвижването
Във всяко устройство всички елементи, свързани помежду си, имат определено влияние един върху друг. Тоест, изучаването на движението само на една връзка няма да е достатъчно, важно е да се вземе предвид тяхното взаимно влияние. За да направите това, всички сили в конструкцията водят до една точка, обикновено вала на двигателя. Кинематичната схема на задвижването се нарича еквивалентна, а параметрите се наричат редуцирани.
Схемите на това оборудване се състоят от такива основни елементи като:
- електрически мотор;
- отворен трансфер;
- редуктор;
- задвижващ вал на машината;
- съединител.
Това е класическа композициякинематична диаграма, някои елементи може да липсват.
Кинетична диаграма на други механизми
Кинематиката е наука, която изучава различни дизайни, следователно за всеки тип оборудване схемата има своя собствена. Помислете за чертежа на най-често срещаната единица - машината. Разбира се, има и редица други механизми и изучаването на техните схеми може да отнеме много време. Изображенията на сложни структури се разглеждат по-подробно от учени, механици и любители на кинематиката.
Машинен инструмент е прост пример за механизъм, който се задвижва от определени сили. Изпълнителните органи на дизайна са: маса, шублер, шпиндел и други детайли. Кинематичните вериги на машината се състоят от различни зъбни колела, които са поставени в определена последователност. Кинематичните трансмисионни схеми могат да включват ремъчни, зъбни или червячни механизми. На чертежа всички елементи са обозначени със специални знаци, които са предписани в GOST 3462-61. Кинематичната диаграма на машината задължително включва стъпките на водещите винтове, модулите за влизане на червяка, скоростта на двигателя, мощността и т.н.
Модерното оборудване има не само механични трансмисии, често се използват хидравлични или пневматични устройства и съответно в паспортите на машинните инструменти можете да намерите не кинематични диаграми, а комбинирани пневмохидравлични или електрически..
Съвременният свят на машини и части е огромен, има хиляди различни механизми и елементи. Въпреки това, всяка механичнаагрегатът има собствена кинематична схема, независимо дали е кран, окачване на автомобил, металорежеща машина или сондажна платформа. Кинематичните чертежи и дизайнерските описания помагат да се разбере структурата и състава на механизмите, улесняват процеса на изучаване на движението на елементите и връзките във веригата. Благодарение на подобни схеми и науката за кинематиката като цяло, научно-техническият прогрес не стои на едно място, появяват се все по-модерни механизми, машини и възли, които активно навлизат в живота ни.
