Kaikki monimutkaiset koneenrakennuksen mekanismit koostuvat joukosta yksinkertaisia elementtejä. Ymmärtääkseen, kuinka järjestelmä kokonaisuutena toimii, on tarpeen analysoida kunkin solmun toiminta. Ja tämä on ennen kaikkea ymmärrys siitä, mitä kinemaattinen pari on.
Perusehdot
Jos otamme kaksi objektia (linkkiä), jotka ovat kosketuksissa toisiinsa ja samalla tällainen yhteys on liikuteltava, niin saadaan kinemaattinen pari (KP). Sen erottuva piirre on tietty rajoitus linkkien liikkeessä.
Jäykällä rungolla voi olla rajoitettu kyky liikkua, ja sitten on olemassa sellainen asia kuin yhteysehto. Jopa viisi viestintäehtoa lasketaan, kun otetaan huomioon parin linkkien vuorovaikutus. Tästä syystä jako luokkiin. Viisi niistä tuotiin kinemaattisille pareille, jokaisella on oma liikkuvuusasteensa. Luokassa on kuusi liikkuvuusastetta. Kaikki nykyaikainen mekaniikka perustuu kolmen viimeisen kinemaattisen parin luokan käyttöön.
Jokaisella rungolla (linkillä) on oma geometria. Siksi elementit ovat kosketuksessa toistensa kanssa, osat vastaavat tätä muotoa. Osoittautuu, että CP pystyy suorittamaan vain sellaisen liikkeen,joka ei ole ristiriidassa linkkien geometrian kanssa. Lisäksi, jotta liikettä voidaan tehdä suhteessa toisiinsa, yksi linkki on kiinnitettävä pysyvästi, ja parin toinen on vaikutettava.
Jokainen linkin piste kulkee polun (radan) liikkeen hetkellä. Tämä liikerata voi olla tasossa sijaitsevan käyrän muodossa. Kun parin linkkien polun käyrien tasot ovat yhdensuuntaiset toistensa kanssa, tämä on litteä pari. Jos linkkien pisteiden liikekäyrät sijaitsevat kolmiulotteisessa avaruudessa, kinemaattinen pari on spatiaalinen.
Näkymät
Seuraavan tyyppisiä mekanismeja on olemassa.
Pyörivä pari on yksiliikkuva järjestelmä. Linkit, jotka muodostavat tällaisen parin, pystyvät suorittamaan vain ominaisen pyörimisen tangon tai akselin ympäri. Tässä tapauksessa elementtien kosketus tapahtuu lieriömäisellä pinnalla. Tällainen geometrinen järjestelmä on suljettu ja kuuluu alimpaan. Analogisessa mekanismissa korkeampien parien alueella on kuulalaakeri.
Käännösvuorovaikutuspari on sama kuin edellinen yhden liikkeen suhteen. Tällaisessa järjestelmässä linkit voivat suorittaa translaatioliikkeen vain suorassa linjassa. Mekanismi on alin pari, suljettu geometrisissa parametreissä.
Vuorovaikutteisten sylinterityyppien pari. Tämä järjestelmä on jo kaksinkertainen, sen geometria on suljettu. Se on alin - linkit voivat sekä pyöriä että liikkua eteenpäin.
Pyöreä tyyppiparion kolmikantajärjestelmä. Tällaisen parin vapaudella on aste, joka sallii sen linkkien pyörimisen kolmiulotteisessa avaruudessa, mikä kuvaa koordinaattiakseleita. Se on myös alin geometrisesti suljettu mekanismi.
Pyöreä pari sormella - kaksinkertainen. Tämän parin linkkien liikettä (suhteellisen riippumatonta pyörimistä) rajoittavat tappi ja ura. Alimman kertaluvun pari on geometrisesti suljettu.
Ruuvityyppisellä parilla on yksittäinen liikkumisvapaus. Alemman asteen mekanismi on geometrisesti suljettu järjestelmä, jossa vain kierteinen liike on mahdollista tietyllä askeleella. Liike kulma- ja lineaarisessa suunnassa on ehdottoman ainutlaatuista.
Pari litteää tyyppiä, taso-sylinteri, tasopallo. Näissä mekanismeissa käytetään pakkosulkemista. Luokan mukaan ensimmäinen kuuluu alempaan, loput korkeampiin järjestelmiin. Käytännössä tällaisia kinemaattisia linkkipareja ei ole käytetty.
Luokittelu
KP:t luokitellaan seuraavasti.
Yhteystyypin mukaan
Alemman asteen parit ovat kosketuksissa pinnoilla olevien linkkien kanssa. Ne ovat löytäneet laajan sovelluksen mekaniikassa, niillä on yksinkertaisempi rakenne kuin korkeammat parit. Rakenteellisesti niiden linkit ovat kosketuksissa tasoihin ja liukuvat niitä pitkin. Siten kuorma jakautuu tasaisesti elementin sisällä, mutta kitka vastaavasti nivelten liitoskohdassa kasvaa. Pienikokoisten parien positiivinen puoli on se, että on mahdollista siirtää suuria kuormia linkistä linkkiin.
Korkeampi kinematiikkapareilla on linkit kosketuksissa käyrää pitkin tai pisteissä. Niiden päätarkoitus on vähentää kitkaa yhteyksien elementtien välillä liikkeen aikana. Klassinen esimerkki korkeammista pareista ovat laakerit tai rullat. Näiden elementtien sisäinen rakenne ei vaikuta pareittain kytkettyjen linkkien liikkumiseen. Mekanismin yksinkertaistamiseksi käytetään menetelmiä korkeampien kinemaattisten parien korvaamiseksi alemmilla analogeilla.
Parin linkkien suorittaman suhteellisen liikkeen tyypin mukaan
- Rotaatio.
- Progressiivinen.
- Lieriömäinen.
- Pyöreä.
- Ruuvi.
- Tasainen.
Jos mekanismissa on vain pareja, jotka käyttävät vain neljää ensimmäistä liiketyyppiä, sitä kutsutaan vipuksi.
Linkkien välisen viestinnän tyypin mukaan
- Voimavaikutusten, kuten jousen paineen, kehon massan, paineistetun kaasun tai nesteen, inertiavoimien takia.
- Parin elementtien geometrisen suunnittelun vuoksi.
- Linkkien liikkuvuuden mukaan liikkeen aikana.
- Yhteysehtojen lukumäärän mukaan.
Kääntyvät ja peruuttamattomat mekanismit
Järjestelmän linkkien liikkumismahdollisuudella suhteessa ehdollisesti kiinteän linkin valintaan erotetaan palautuvat ja peruuttamattomat CP:t.
Jos mekanismissa mikä tahansa vapaassa tilassa oleva elementti toistaa ehdollisesti liikkumattomassa tilassa olevan elementin suhteellista liikettä, kinemaattista paria pidetään käännettävänä (esimerkki - yksiliikkuvat parit).
Jos mekanismissa jokainen vapaassa tilassa oleva elementti suorittaasen suhteellinen liike on erilainen kuin muut, silloin tällainen pari on peruuttamaton.
Vaihdetyypit mekaniikassa
Mekaaninen voimansiirto ymmärretään mekaaniseksi järjestelmäksi, joka muuntaa moottorin kinematiikkaa ja energiaa sellaiseen muotoon, joka on hyväksytty koneiden työkappaleiden käyttöön toimiakseen tietyssä tilassa.
Lähetyksiä tapahtuu:
- Vaihdetyyppi. Tällainen liitos on rakennettu sylinterimäisille ja kartiomaisille elementeille. Edellinen välittää liikettä yhdessä tasossa, jälkimmäinen kulmassa. Vaihteistolle on ominaista kompaktisuus ja kyky siirtää suurta tehoa. Ne ovat erittäin tehokkaita, mutta aiheuttavat melua ja vaativat voitelua.
- Ruuvityyppi. Klassisen ruuvin lisäksi tähän kategoriaan kuuluvat hypoidi- ja kierukkavaihteet. Jälkimmäistä mekaanista voimansiirtotyyppiä käytetään, kun on tarpeen saada suuri välityssuhde. Ne erottuvat myös hiljaisuudestaan ja sujuvuudestaan sekä kyvystään itsejarruttaa. Haittoja ovat alhainen tehokkuus ja suuri kuluminen.
- Joustavilla elementeillä. Täällä liike ja energia välittyvät samassa tasossa erilaisten hihnojen ja ketjujen kautta. Hihnakäytöt ovat yksinkertaisia ja voivat kulkea pitkiä matkoja.
- Kitkatyyppi. Tällaisissa sidoksissa käytetään kitkavoimaa. Niitä käytetään mekanismeissa, joiden toiminta tapahtuu vaikeissa olosuhteissa.
Pallon tyyppi
pallonivelen päätarkoitus,niin, että ohjaustangon raidetanko voidaan yhdistää vivun kautta pyörän kääntötelineeseen. Saranan muotoilu sisältää kärjen; siihen on rakennettu keksejä, jousi, kiristyskorkki, kuulatappi, öljyäjä. Jousi painaa pallonivelen keksejä, jotka pitävät tappia pallomaisilla pinnoilla. Tämä muotoilu varmistaa, että mekanismi pysyy toimintakunnossa, vaikka se on kulunut.
Saranan sarana
Saranat tai katokset ovat sylinterimäisen saranan pohj alta rakennettuja mekanismeja. Ne palvelevat ovien, ikkunoiden ja huonekaluovien avaamista ja sulkemista. Saranan muotoilu sisältää kaksi suorakaiteen muotoista kangasta (korttia), joihin porataan kiinnitysreiät ja tanko. Saranasaranat valmistetaan pääasiassa teräksestä ja erilaisista seoksista.
Johtopäätös
Mielenkiintoista kyllä, ihmisen nivelet edustavat kaikkia edellä kuvattuja päätyyppejä kinemaattisista pareista. Siksi tarve ymmärtää mekaniikassa tapahtuvia prosesseja on ilmeinen.
