Jakýkoli složitý mechanismus ve strojírenství se skládá ze sady jednoduchých prvků. Abychom pochopili, jak systém jako celek funguje, je nutné analyzovat činnost každého uzlu. A to je především pochopení toho, co je kinematická dvojice.
Základní pojmy
Pokud vezmeme dva objekty (spojky), které jsou ve vzájemném kontaktu, a zároveň je takové spojení pohyblivé, pak máme kinematickou dvojici (KP). Jeho charakteristickým rysem je určité omezení v pohybu odkazů.
Tuhé těleso může mít omezenou schopnost pohybu a pak existuje něco jako podmínka spojení. Počítá se až pět komunikačních podmínek s ohledem na interakci spojů ve dvojici. Proto rozdělení do tříd. Pět z nich bylo vyvedeno pro kinematické dvojice, každá z nich má svůj vlastní stupeň mobility. Ve třídě je šest stupňů mobility. Celá moderní mechanika je založena na použití posledních tří tříd kinematických dvojic.
Každé těleso (článek) má svou vlastní geometrii. Proto jsou prvky ve vzájemném kontaktu, části odpovídají této formě. Ukazuje se, že CP bude schopen provést pouze takový pohyb,které nebudou v rozporu s geometrií článků. Navíc, aby došlo k jakémukoli vzájemnému pohybu, jeden článek musí být trvale upevněn a druhý v páru je ovlivněn.
Každý bod ve spojnici prochází cestou (trajektorií) v okamžiku pohybu. Tato trajektorie může mít podobu křivky umístěné v rovině. Když jsou roviny křivek dráhy spojů v páru vzájemně rovnoběžné, jedná se o plochý pár. Pokud jsou křivky pohybu bodů spojnic umístěny v trojrozměrném prostoru, je kinematická dvojice prostorová.
Zobrazení
Existují následující typy mechanismů.
Pár otočného typu je jednopohybový systém. Články, které tvoří takový pár, jsou schopny provádět pouze charakteristické otáčení kolem tyče nebo osy. V tomto případě se kontakt prvků provádí na povrchu válcového tvaru. Takový geometrický systém je uzavřený a patří k nejnižším. Analogový mechanismus v oblasti vyšších párů má kuličkové ložisko.
Pár translačních interakcí je stejný jako předchozí, pokud jde o jeden pohyb. V takovém systému mohou spoje provádět translační pohyb pouze v přímce. Mechanismus je nejnižší pár, uzavřený v geometrických parametrech.
Pár typu interagujících válců. Tento systém je již dvouposuvný, jeho geometrie je uzavřená. Je nejnižší - články se mohou otáčet i pohybovat v dopředném směru.
Pár kulového typuje tripartitní systém. Volnost takového páru má stupeň, který umožňuje jeho spojům rotovat v trojrozměrném prostoru, popisujícím souřadnicové osy. Je to také nejnižší geometricky uzavřený mechanismus.
Pár kulového typu s prstem - dva pohyblivé. Pohyb (relativně nezávislé otáčení) článků v tomto páru je omezen čepem a drážkou. Dvojice nejnižšího řádu je geometricky uzavřena.
Pár šroubového typu má stupeň volnosti jednoho pohybu. Mechanismus nižšího řádu je geometricky uzavřený systém, ve kterém je možný pouze šroubovitý pohyb s určitým krokem. Pohyb v úhlovém a lineárním směru je přísně jedinečný.
Pár plochého typu, rovinný válec, rovinná koule. V těchto mechanismech se používá silové uzavření. Podle třídy první patří k nižším, zbytek - k vyšším systémům. V praxi se takové kinematické dvojice vazeb nepoužívaly.
Klasifikace
KP jsou klasifikovány následovně.
Podle typu připojení v místě kontaktu
Páry nižšího řádu jsou v kontaktu s články podél povrchů. Našly široké uplatnění v mechanice, mají jednodušší konstrukci než vyšší páry. Strukturálně jsou jejich články v kontaktu s rovinami a kloužou po nich. Dochází tak k rovnoměrnému rozložení zatížení uvnitř prvku, ale zvyšuje se tření v místě připojení článků. Pozitivním aspektem párů nízkého řádu je, že je možné přenášet velké zatížení z odkazu na odkaz.
Vyšší kinematikapáry mají spojení v kontaktu podél křivky nebo v bodech. Jejich hlavním účelem je snížit stupeň tření mezi prvky článků během pohybu. Klasickým příkladem vyšších párů jsou ložiska nebo válečky. Vnitřní provedení těchto prvků neovlivňuje pohyb článků spojených ve dvojicích. Pro zjednodušení mechanismu se používají metody k nahrazení vyšších kinematických párů nižšími analogy.
Podle typu relativního pohybu, který spojky dvojice dělají
- Rotational.
- Progresivní.
- Válcový.
- Sférický.
- Screw.
- Plochý.
Pokud jsou v mechanismu pouze páry, které používají pouze první čtyři typy pohybu, nazývá se to páka.
Podle typu komunikace mezi linkami
- V důsledku silových účinků, jako je tlak pružiny, tělesná hmotnost, stlačený plyn nebo kapalina, setrvačné síly.
- Vzhledem ke geometrickému designu prvků dvojice.
- Podle stupně pohyblivosti článků během pohybu.
- Podle počtu podmínek připojení.
Vratné a nevratné mechanismy
Možností pohybu spojů v systému vzhledem k volbě podmíněně pevného spoje se rozlišují reverzibilní a nevratné CP.
Pokud v mechanismu jakýkoli prvek ve volném stavu opakuje relativní pohyb prvku v podmíněně stacionárním stavu, pak je kinematická dvojice považována za reverzibilní (příklad - dvojice s jedním pohybem).
Pokud v mechanismu funguje každý prvek ve volném stavujeho relativní pohyb je odlišný od ostatních, pak je takový pár nevratný.
Typy převodů v mechanice
Mechanický převod je chápán jako mechanický systém, který převádí kinematiku a energii motoru do formy přijatelné pro použití pracovními orgány strojů, aby fungovaly v daném režimu.
Dochází k přenosu:
- Typ ozubeného kola. Takové spojení je postaveno na válcových a kuželových prvcích. První přenášejí pohyb v jedné rovině, druhé pod úhlem. Převody se vyznačují kompaktností a schopností přenášet vysoký výkon. Jsou vysoce účinné, ale generují hluk a vyžadují mazání.
- Typ šroubu. Kromě klasického šroubu do této kategorie patří hypoidní a šnekové převody. Poslední typ mechanické převodovky se používá, když je potřeba získat velký převodový poměr. Vyznačují se také tichostí a plynulostí chodu a schopností samočinného brzdění. Mezi nevýhody patří nízká účinnost a vysoké opotřebení.
- Na flexibilních prvcích. Pohyb a energie jsou zde přenášeny ve stejné rovině prostřednictvím různých pásů a řetězů. Řemenové pohony jsou jednoduché a dokážou překonat dlouhé vzdálenosti.
- Typ tření. U vazeb tohoto charakteru se uplatňuje síla tření. Používají se v mechanismech, jejichž činnost probíhá ve ztížených podmínkách.
Typ koule
Hlavní účel kulového kloubu,takže spojovací tyč hřebenu řízení lze pákou spojit s otočným hřebenem kola. Konstrukce závěsu zahrnuje hrot; jsou v něm zabudovány krekry, pružina, upínací uzávěr, kulový čep, olejnička. Pružina tlačí na praskliny kulového kloubu, které drží čep s kulovými plochami. Tato konstrukce zajišťuje, že mechanismus zůstává funkční, i když je opotřebovaný.
Hinge pant
Panty nebo stříšky jsou mechanismy postavené na základě válcového pantu. Slouží k otevírání a zavírání dveří, oken, nábytkových dvířek. Konstrukce závěsu obsahuje dvě obdélníková plátna (karty), ve kterých jsou vyvrtány upevňovací otvory a tyč. Panty jsou vyrobeny převážně z oceli a různých slitin.
Závěr
Je zajímavé, že lidské klouby představují všechny hlavní typy kinematických dvojic popsaných výše. Proto je potřeba porozumět procesům probíhajícím v mechanice.
