Akýkoľvek zložitý mechanizmus v strojárstve pozostáva zo súboru jednoduchých prvkov. Aby sme pochopili, ako systém ako celok funguje, je potrebné analyzovať fungovanie každého uzla. A toto je v prvom rade pochopenie toho, čo je kinematický pár.
Základné pojmy
Ak zoberieme dva objekty (spojky), ktoré sú vo vzájomnom kontakte a zároveň je takéto spojenie pohyblivé, tak máme kinematickú dvojicu (KP). Jeho charakteristickou črtou je určité obmedzenie pohybu odkazov.
Tuhé telo môže mať obmedzenú schopnosť pohybu a potom je tu niečo ako podmienka spojenia. Počíta sa až päť komunikačných podmienok, berúc do úvahy interakciu odkazov v páre. Preto rozdelenie do tried. Päť z nich bolo vyvedených pre kinematické dvojice, pričom každá z nich má svoj vlastný stupeň mobility. V triede je šesť stupňov mobility. Celá moderná mechanika je založená na použití posledných troch tried kinematických dvojíc.
Každé teleso (odkaz) má svoju geometriu. Preto sú prvky vo vzájomnom kontakte, časti zodpovedajú tejto forme. Ukazuje sa, že CP bude môcť vykonávať iba taký pohyb,ktorý nebude v rozpore s geometriou článkov. Okrem toho, ak chcete vykonať akýkoľvek vzájomný pohyb, jeden článok musí byť trvalo fixovaný a druhý v páre je ovplyvnený.
Každý bod v spojení prechádza cestou (trajektóriou) v momente pohybu. Táto trajektória môže mať formu krivky umiestnenej na rovine. Keď sú roviny kriviek dráhy článkov v páre navzájom rovnobežné, ide o plochý pár. Ak sú krivky pohybu bodov spojov umiestnené v trojrozmernom priestore, kinematický pár je priestorový.
Zobrazenia
Existujú nasledujúce typy mechanizmov.
Pár rotačného typu je jednopohybový systém. Články, ktoré tvoria takýto pár, sú schopné vykonávať iba charakteristickú rotáciu okolo tyče alebo osi. V tomto prípade sa kontakt prvkov uskutočňuje na povrchu valcového tvaru. Takýto geometrický systém je uzavretý a patrí k najnižším. Analógový mechanizmus v oblasti vyšších párov má guličkové ložisko.
Tlačný interakčný pár je rovnaký ako predchádzajúci, pokiaľ ide o jeden pohyb. V takomto systéme môžu spoje vykonávať translačný pohyb iba v priamke. Mechanizmus je najnižší pár, uzavretý v geometrických parametroch.
Pár typu vzájomne pôsobiacich valcov. Tento systém je už dvojpohyblivý, jeho geometria je uzavretá. Je najnižšia – spojky sa môžu otáčať aj posúvať smerom dopredu.
Pár guľového typuje tripartitný systém. Voľnosť takéhoto páru má stupeň, ktorý umožňuje jeho spojom otáčať sa v trojrozmernom priestore, opisujúcom súradnicové osi. Je to tiež najnižší geometricky uzavretý mechanizmus.
Pár guľového typu s prstom - dvojpohyblivý. Pohyb (relatívne nezávislé otáčanie) článkov v tomto páre je obmedzený kolíkom a štrbinou. Dvojica najnižšieho rádu je geometricky uzavretá.
Pár skrutkového typu má stupeň voľnosti pri jednom pohybe. Mechanizmus nižšieho rádu je geometricky uzavretý systém, v ktorom je možný iba skrutkovitý pohyb s určitým krokom. Pohyb v uhlovom a lineárnom smere je úplne jedinečný.
Pár plochého typu, rovinný valec, rovinná guľa. V týchto mechanizmoch sa používa silové zatváranie. Podľa triedy prvý patrí k nižším, zvyšok - k vyšším systémom. V praxi sa takéto kinematické dvojice väzieb nepoužívali.
Klasifikácia
KP sú klasifikované nasledovne.
Podľa typu spojenia v mieste kontaktu
Páry nižšieho rádu sú v kontakte s článkami pozdĺž povrchov. Našli široké uplatnenie v mechanike, majú jednoduchšiu konštrukciu ako vyššie páry. Štrukturálne sú ich spojenia v kontakte s rovinami a posúvajú sa pozdĺž nich. Existuje teda rovnomerné rozloženie zaťaženia vo vnútri prvku, ale zvyšuje sa trenie v mieste pripojenia článkov. Pozitívnym aspektom párov nízkeho rádu je, že je možné prenášať veľké zaťaženie z odkazu na odkaz.
Vyššia kinematikapáry majú spojenia v kontakte pozdĺž krivky alebo v bodoch. Ich hlavným účelom je znížiť stupeň trenia medzi prvkami článkov počas pohybu. Klasickým príkladom vyšších párov sú ložiská alebo valčeky. Vnútorný dizajn týchto prvkov neovplyvňuje pohyb článkov spojených v pároch. Na zjednodušenie mechanizmu sa používajú metódy na nahradenie vyšších kinematických párov nižšími analógmi.
Podľa typu relatívneho pohybu, ktorý robia články páru
- Rotational.
- Progresívne.
- Valcový.
- Sférické.
- Skrutka.
- Plochý.
Ak sú v mechanizme len páry, ktoré používajú iba prvé štyri typy pohybu, potom sa to nazýva páka.
Podľa typu komunikácie medzi linkami
- V dôsledku silových účinkov, ako je tlak pružiny, telesná hmotnosť, stlačený plyn alebo kvapalina, zotrvačné sily.
- Vďaka geometrickému dizajnu prvkov dvojice.
- Podľa stupňa pohyblivosti článkov počas pohybu.
- Podľa počtu podmienok pripojenia.
Reverzibilné a nezvratné mechanizmy
Možnosťou pohybu odkazov v systéme vzhľadom na výber podmienene pevného spojenia sa rozlišujú reverzibilné a nevratné CP.
Ak v mechanizme ktorýkoľvek prvok vo voľnom stave opakuje relatívny pohyb prvku v podmienečne stacionárnom stave, potom sa kinematický pár považuje za reverzibilný (príklad - páry s jedným pohybom).
Ak v mechanizme funguje každý prvok vo voľnom stavejeho relatívny pohyb je odlišný od ostatných, potom je takýto pár nezvratný.
Typy prevodov v mechanike
Mechanický prevod je chápaný ako mechanický systém, ktorý premieňa kinematiku a energiu motora do formy prijateľnej pre použitie pracovnými orgánmi strojov, aby fungovali v danom režime.
Dochádza k prenosu:
- Typ ozubeného kolieska. Takéto spojenie je postavené na valcových a kužeľových prvkoch. Prvé prenášajú pohyb v jednej rovine, druhé pod uhlom. Prevody sa vyznačujú kompaktnosťou a schopnosťou prenášať vysoký výkon. Sú vysoko účinné, ale vytvárajú hluk a vyžadujú mazanie.
- Typ skrutky. Okrem klasickej skrutky do tejto kategórie patria hypoidné a šnekové prevody. Posledný typ mechanického prevodu sa používa, keď je potrebné dosiahnuť veľký prevodový pomer. Vyznačujú sa tiež tichosťou a plynulosťou chodu a schopnosťou samočinného brzdenia. Medzi nevýhody patrí nízka účinnosť a vysoké opotrebovanie.
- O flexibilných prvkoch. Pohyb a energia sa tu prenášajú v rovnakej rovine cez rôzne pásy a reťaze. Remeňový pohon je jednoduchý a dokáže prekonať veľké vzdialenosti.
- Typ trenia. Vo väzbách tohto charakteru sa uplatňuje sila trenia. Používajú sa v mechanizmoch, ktorých činnosť prebieha v náročných podmienkach.
Typ lopty
Hlavný účel guľového kĺbu,aby sa spojovacia tyč hrebeňa riadenia dala spojiť pákou s otočným hrebeňom kolesa. Dizajn závesu zahŕňa hrot; sú v ňom zabudované krekry, pružina, upínací uzáver, guľový čap, olejnička. Pružina tlačí na krekry guľového kĺbu, ktoré držia kolík s guľovými plochami. Tento dizajn zaisťuje, že mechanizmus zostáva funkčný, aj keď je opotrebovaný.
Záves pántu
Závesy alebo prístrešky sú mechanizmy postavené na báze cylindrického závesu. Slúžia na otváranie a zatváranie dverí, okien, dvierok nábytku. Dizajn závesu obsahuje dve obdĺžnikové plátna (karty), v ktorých sú vyvŕtané upevňovacie otvory a tyč. Pánty sú vyrobené hlavne z ocele a rôznych zliatin.
Záver
Je zaujímavé, že ľudské kĺby predstavujú všetky hlavné typy kinematických párov popísaných vyššie. Preto je zrejmá potreba porozumieť procesom vyskytujúcim sa v mechanike.
