Всеки сложен механизъм в машиностроенето се състои от набор от прости елементи. За да се разбере как функционира системата като цяло, е необходимо да се анализира работата на всеки възел. И това, на първо място, е разбиране за това какво е кинематична двойка.
Основни условия
Ако вземем два обекта (връзки), които са в контакт един с друг, и в същото време такава връзка е подвижна, тогава имаме кинематична двойка (KP). Неговата отличителна черта е известно ограничение в движението на връзки.
Твърдото тяло може да има ограничена способност да се движи и тогава има такова нещо като условие за свързване. Отчитат се до пет условия за комуникация, като се има предвид взаимодействието на връзките в двойка. Оттук и разделението на класове. Пет от тях са изведени за кинематични двойки, всяка от тях има своя собствена степен на мобилност. В класа има шест степени на мобилност. Цялата съвременна механика се основава на използването на последните три класа кинематични двойки.
Всяко тяло (връзка) има своя собствена геометрия. Следователно елементите са в контакт един с друг, частите отговарят на тази форма. Оказва се, че CP ще може да извърши само такова движение,което няма да противоречи на геометрията на връзките. Освен това, за да се направи някакво движение една спрямо друга, една връзка трябва да бъде постоянно фиксирана, а втората в двойката е засегната.
Всяка точка от връзката преминава път (траектория) в момента на движение. Тази траектория може да бъде под формата на крива, разположена върху равнина. Когато равнините на кривите на пътя на връзките в двойката са успоредни една на друга, това е плоска двойка. Ако кривите на движение на точките на връзките са разположени в триизмерно пространство, кинематичната двойка е пространствена.
Прегледи
Съществуват следните типове механизми.
Двойка от ротационен тип е система с едно движение. Връзките, които съставляват такава двойка, са способни да извършват само характерно завъртане около пръта или оста. В този случай контактът на елементите се осъществява върху повърхността с цилиндрична форма. Такава геометрична система е затворена и принадлежи към най-ниската. Аналоговият механизъм в областта на по-високите двойки има сачмен лагер.
Двойката за транслационно взаимодействие е същата като предишната по отношение на едно движение. В такава система връзките могат да извършват транслационно движение само по права линия. Механизмът е най-ниската двойка, затворена в геометрични параметри.
Двойка тип взаимодействащи цилиндри. Тази система вече е двуподвижна, геометрията й е затворена. Тя е най-ниската - връзките могат както да се въртят, така и да се движат в посока напред.
Сферичен тип чифте тристранна система. Свободата на такава двойка има степен, която позволява на нейните връзки да се въртят в триизмерно пространство, описвайки координатните оси. Това е и най-ниският геометрично затворен механизъм.
Чифт сферичен тип с пръст - двуподвижни. Движението (относително независимо въртене) на връзките в тази двойка е ограничено от щифта и слота. Двойката от най-нисък ред е геометрично затворена.
Винтовата двойка има степен на свобода на едно движение. Механизмът от по-нисък ред е геометрично затворена система, в която е възможно само спираловидно движение с определена стъпка. Движението в ъглова и линейна посока е строго уникално.
Чифт плосък тип, равнина-цилиндър, плоско-топка. При тези механизми се използва принудително затваряне. Според класа първият принадлежи към по-ниските, останалите - към висшите системи. На практика такива кинематични двойки връзки не са използвани.
Класификация
KPs са класифицирани, както следва.
По вида на връзката в точката на контакт
Двойки от по-нисък ред са в контакт с връзки по повърхностите. Те са намерили широко приложение в механиката, имат по-опростен дизайн от по-високите двойки. Структурно техните връзки са в контакт със самолети и се плъзгат по тях. По този начин има равномерно разпределение на натоварването вътре в елемента, но триенето в точката на свързване на връзките, съответно, се увеличава. Положителният аспект на двойките от нисък ред е, че е възможно да се прехвърлят големи товари от връзка към връзка.
По-висока кинематикадвойките имат връзки в контакт по крива или в точки. Основната им цел е да намалят степента на триене между елементите на връзките по време на движение. Класически пример за по-високи двойки са лагерите или ролките. Вътрешният дизайн на тези елементи не влияе върху движението на връзките, свързани по двойки. За опростяване на механизма се използват методи за замяна на по-високи кинематични двойки с по-ниски аналози.
По вида на относително движение, което правят връзките на двойката
- Ротационно.
- Прогресивен.
- Цилиндричен.
- Сферична.
- Винт.
- Плоска.
Ако има само двойки в механизма, които използват само първите четири типа движение, тогава той се нарича лост.
Според вида на комуникацията между връзките
- Поради ефектите на сила, като пружинно налягане, телесна маса, сгъстен газ или течност, инерционни сили.
- Поради геометричния дизайн на елементите на двойката.
- Според степента на мобилност на връзките по време на движение.
- По броя на условията на свързване.
Обратими и необратими механизми
По възможността за движение на връзките в системата спрямо избора на условно фиксирана връзка се разграничават обратими и необратими CP.
Ако в механизъм всеки елемент в свободно състояние повтаря относителното движение на елемент в условно стационарно състояние, тогава кинематичната двойка се счита за обратима (пример - единично движещи се двойки).
Ако в механизма изпълнява всеки елемент в свободно състояниенейното относително движение е различно от другите, тогава такава двойка е необратима.
Видове зъбни колела в механиката
Механичната трансмисия се разбира като механична система, която преобразува кинематиката и енергията на двигателя във форма, приемлива за използване от работните органи на машините, за да функционират в даден режим.
Предаване се случват:
- Тип предавка. Такава връзка е изградена върху цилиндрични и конични елементи. Първите предават движение в една равнина, а вторите под ъгъл. Зъбните колела се характеризират с компактност и способност за предаване на висока мощност. Те са високоефективни, но генерират шум и изискват смазване.
- Винтов тип. В допълнение към класическия винт, тази категория включва хипоидни и червячни зъбни колела. Последният тип механична трансмисия се използва, когато е необходимо да се получи голямо предавателно отношение. Отличават се и със своята безшумност и плавност при работа и способност за самостоятелно спиране. Недостатъците включват ниска ефективност и високо износване.
- На гъвкави елементи. Тук движението и енергията се предават в една и съща равнина чрез различни колани и вериги. Ремъчните задвижвания са прости и могат да покриват дълги разстояния.
- Тип триене. При връзки от това естество се прилага силата на триене. Използват се в механизми, чиято работа става при трудни условия.
Тип топка
Основната цел на сферичната става,така че напречната щанга на кормилната рейка може да се свърже през лоста с въртящата се релса на колелото. Дизайнът на пантата включва накрайник; в него са вградени бисквити, пружина, затягаща капачка, щифт, олио. Пружината притиска крекерите на сферичната става, които държат щифта със сферични повърхности. Този дизайн гарантира, че механизмът остава работещ дори когато се носи.
панта на пантата
Пантите или сенници са механизми, изградени на базата на цилиндрична панта. Служат за отваряне и затваряне на врати, прозорци, мебелни врати. Дизайнът на пантата включва две правоъгълни платна (карти), в които са пробити отвори за закрепване и прът. Пантите са направени основно от стомана и различни сплави.
Заключение
Интересно е, че човешките стави представляват всички основни типове кинематични двойки, описани по-горе. Следователно необходимостта от разбиране на процесите, протичащи в механиката, е очевидна.
