Alla komplexa mekanismer inom maskinteknik består av en uppsättning enkla element. För att förstå hur systemet som helhet fungerar är det nödvändigt att analysera driften av varje nod. Och detta är först och främst en förståelse för vad ett kinematiskt par är.
Grundläggande villkor
Om vi tar två objekt (länkar) som är i kontakt med varandra, och samtidigt en sådan koppling är rörlig, så har vi ett kinematiskt par (KP). Dess särdrag är en viss begränsning i länkarnas rörelse.
En stel kropp kan ha en begränsad förmåga att röra sig, och då finns det något sådant som ett anslutningstillstånd. Upp till fem kommunikationsvillkor räknas, med tanke på interaktionen mellan länkar i ett par. Därav uppdelningen i klasser. Fem av dem togs ut för kinematiska par, var och en av dem har sin egen grad av rörlighet. Det finns sex grader av rörlighet i klassen. All modern mekanik är baserad på användningen av de tre sista klasserna av kinematiska par.
Varje kropp (länk) har sin egen geometri. Därför är elementen i kontakt med varandra, delarna motsvarar denna form. Det visar sig att CP bara kommer att kunna utföra en sådan rörelse,vilket inte kommer att motsäga länkarnas geometri. Dessutom, för att göra någon rörelse i förhållande till varandra, måste en länk vara permanent fixerad, och den andra i paret påverkas.
Varje punkt i länken passerar en bana (bana) i rörelseögonblicket. Denna bana kan ha formen av en kurva placerad på ett plan. När kurvornas plan för länkarnas väg i paret är parallella med varandra är detta ett platt par. Om rörelsekurvorna för länkarnas punkter är belägna i tredimensionellt utrymme är det kinematiska paret rumsligt.
Visningar
Följande typer av mekanismer finns.
Par av roterande typ är ett enkelrörligt system. Länkarna som utgör ett sådant par kan endast utföra en karakteristisk rotation runt stången eller axeln. I detta fall utförs kontakten av elementen på ytan av en cylindrisk form. Ett sådant geometriskt system är slutet och tillhör de lägsta. Den analoga mekanismen i området för högre par har ett kullager.
Det translationella interaktionsparet är detsamma som det föregående när det gäller enkelrörelse. I ett sådant system kan länkarna endast utföra translationell rörelse i en rak linje. Mekanismen är det lägsta paret, stängd i geometriska parametrar.
Par av typ av samverkande cylindrar. Detta system är redan tvårörligt, dess geometri är stängd. Den är den lägsta - länkarna kan både rotera och röra sig framåt.
Sfäriskt typparär ett trepartssystem. Friheten hos ett sådant par har en grad som tillåter dess länkar att rotera i tredimensionellt utrymme, vilket beskriver koordinataxlarna. Det är också den lägsta geometriskt stängda mekanismen.
Par av sfärisk typ med ett finger - tvårörligt. Rörelsen (relativt oberoende rotation) av länkarna i detta par begränsas av stiftet och slitsen. Paret av den lägsta ordningen är geometriskt slutna.
Paret av skruvtyp har en enkelrörlig frihetsgrad. Den lägre ordningens mekanism är ett geometriskt slutet system där endast spiralrörelse är möjlig med ett visst steg. Rörelse i vinkel och linjär riktning är helt unik.
Par av platt typ, plan-cylinder, plan-ball. I dessa mekanismer används kraftförslutning. Enligt klassen tillhör den första de lägre, resten - de högre systemen. I praktiken har sådana kinematiska länkpar inte använts.
Klassificering
KPs klassificeras enligt följande.
Efter typen av anslutning vid kontaktpunkten
Par av lägre ordning är i kontakt med länkar längs ytorna. De har funnit bred tillämpning inom mekanik, har en enklare design än högre par. Strukturellt är deras länkar i kontakt med plan och glider längs dem. Således finns det en jämn fördelning av lasten inuti elementet, men friktionen vid länkarnas anslutningspunkt ökar. Den positiva aspekten med lågordningspar är att det är möjligt att överföra stora laster från länk till länk.
Högre kinematiskpar har länkar i kontakt längs en kurva eller på punkter. Deras huvudsakliga syfte är att minska graden av friktion mellan elementen i länkarna under rörelse. Ett klassiskt exempel på högre par är lager eller rullar. Den interna designen av dessa element påverkar inte rörelsen av länkar kopplade i par. För att förenkla mekanismen används metoder för att ersätta högre kinematiska par med lägre analoger.
Genom den typ av relativa rörelser som länkarna i paret gör
- Roterande.
- Progressiv.
- Cylindrisk.
- Sfäriskt.
- Skruva.
- Flat.
Om det bara finns par i mekanismen som bara använder de fyra första typerna av rörelser, så kallas det spak.
Beroende på typen av kommunikation mellan länkar
- På grund av krafteffekter, såsom fjädertryck, kroppsmassa, komprimerad gas eller vätska, tröghetskrafter.
- På grund av den geometriska designen av elementen i paret.
- Beroende på graden av rörlighet hos länkarna under rörelse.
- Efter antalet anslutningsvillkor.
Reversibla och irreversibla mekanismer
Genom möjligheten att förflytta länkar i systemet i förhållande till valet av en villkorligt fast länk, särskiljs reversibla och irreversibla CP:er.
Om i en mekanism något element i ett fritt tillstånd upprepar den relativa rörelsen av ett element i ett villkorligt stationärt tillstånd, anses det kinematiska paret reversibelt (exempel - enkelrörliga par).
Om i mekanismen fungerar varje element i ett fritt tillstånddess relativa rörelse skiljer sig från andra, då är ett sådant par oåterkalleligt.
Typer av växlar inom mekanik
Mekanisk transmission förstås som ett mekaniskt system som omvandlar motorns kinematik och energi till en form som är acceptabel för användning av maskiners arbetskroppar för att fungera i ett givet läge.
Sändningar sker:
- Växeltyp. En sådan anslutning är byggd på cylindriska och koniska element. Den förra överför rörelse i ett plan, den senare i en vinkel. Kugghjul kännetecknas av kompakthet och förmåga att överföra hög effekt. De är mycket effektiva men genererar buller och kräver smörjning.
- Skruvtyp. Förutom den klassiska skruven inkluderar denna kategori hypoid- och snäckväxlar. Den senare typen av mekanisk transmission används när det är nödvändigt att erhålla ett stort utväxlingsförhållande. De kännetecknas också av sin tysthet och smidighet i drift och förmågan att självbromsa. Nackdelarna inkluderar låg effektivitet och högt slitage.
- På flexibla element. Här överförs rörelse och energi i samma plan genom olika bälten och kedjor. Remdrift är enkla och kan täcka långa sträckor.
- Friktionstyp. I bindningar av detta slag appliceras friktionskraften. De används i mekanismer, vars funktion sker under svåra förhållanden.
Balltyp
Huvudsyftet med kulleden,så att styrstångens dragstång genom spaken kan kopplas ihop med hjulets vridbara ställning. Utformningen av gångjärnet inkluderar en spets; kex, en fjäder, en klämkåpa, en kulstift, en olja är inbyggd i den. Fjädern trycker på klackarna i kulleden, som håller fast stiftet med sfäriska ytor. Denna design säkerställer att mekanismen förblir funktionsduglig även när den bärs.
Gångjärn
Gångjärn eller baldakiner är mekanismer byggda på basis av ett cylindriskt gångjärn. De tjänar till att öppna och stänga dörrar, fönster, möbeldörrar. Gångjärnets design inkluderar två rektangulära dukar (kort) i vilka fästhål och en stång borras. Gångjärnsgångjärn tillverkas huvudsakligen av stål och olika legeringar.
Slutsats
Intressant nog representerar mänskliga leder alla huvudtyper av kinematiska par som beskrivs ovan. Därför är behovet av att förstå de processer som förekommer inom mekanik uppenbart.
