Kinematični par: koncept, klasifikacija. Zglob, zglobna zanka

Vsak kompleksen inženirski mehanizem sestavlja niz preprostih elementov. Da bi razumeli, kako deluje sistem kot celota, je potrebno razstaviti delo vsakega vozlišča. In to je predvsem razumevanje, kaj je kinematični par.

Osnovni pojmi

Če vzamemo dva predmeta (povezav), ki se dotikajo, in zato je ta povezava mobilna, potem imamo pred nami kinematični par (CP). Njena posebnost je določena omejitev gibanja povezav.

Trdno telo ima lahko omejeno sposobnost premikanja, potem pa obstaja taka stvar kot komunikacijsko stanje. Upošteva se do pet komunikacijskih pogojev glede na interakcijo povezav v paru. Zato delitev na razrede. Izvedli so jih pet za kinematične pare, od katerih ima vsaka svojo stopnjo mobilnosti. V razredu je šest stopenj mobilnosti. Vsa sodobna mehanika temelji na uporabi zadnjih treh razredov kinematičnih parov.

Vsako telo (link) ima svojo geometrijo. Zato so elementi, ki ustrezajo tej obliki, tudi v stiku. Izkazalo se je, da bo KP lahko izvajal samo tako gibanje, ki ne bo v nasprotju z geometrijo povezav. Poleg tega je treba medsebojno premikati eno povezavo, trajno mora biti trajno določena, druga pa v prizadetem paru.

Vsaka točka povezave v času gibanja prečka pot (pot). Ta potek ima lahko obliko krivulje, ki se nahaja na ravnini. Ko so ravnine lokacije krivulje poti povezav v paru vzporedne med seboj, je ploski par. Če se krivulje gibanja točk povezav nahajajo v tridimenzionalnem prostoru, je kinematični par prostoren.

Vrste

Obstajajo naslednje vrste mehanizmov.

Rotacijski par je en mobilni sistem. Povezave, ki sestavljajo tak par, lahko opravljajo samo značilno vrtenje okoli palice ali osi. V tem primeru se kontakt elementov izvede na površini cilindrične oblike. Tak geometrijski sistem je zaprt in spadajo v spodnje. Mehanizem-analog na področju višjih parov je kroglični ležaj.

Par naprednih interakcij enako kot prejšnji, v smislu enocelične mobilnosti. V takem sistemu lahko povezave izvajajo samo translacijsko gibanje v smeri rektiline. Mehanizem je najnižji par, zaprt v geometrijskih parametrih.

Nekaj ​​tipov vzajemnih jeklenk. Ta sistem je že dvotirno, njegova geometrija je zaprta. To je slabše - povezave se lahko vrtijo in premikajo naprej v smeri naprej.

Par sferičnega tipa je tri-drsni sistem. Svoboda takega para ima stopnjo, ki omogoča, da se povezave vrtijo v tridimenzionalnem prostoru, ki opisuje koordinatne osi. Je tudi najnižji geometrijsko zaprt mehanizem.

Par sferičnega tipa s prstom - Dvomirno. Premikanje (relativno neodvisno vrtenje) povezav v tem paru je omejeno s prstom in režo. Par spodnjega reda je geometrijsko zaprt.

Par vijačnega tipa ima stopnjo svobode enostranske mobilnosti. Mehanizem najnižjega reda je geometrično zaprt sistem, v katerem je mogoče z določenim korakom le spiralno gibanje. Premikanje v kotnih in linearnih smereh je nedvoumno.

Par ploščatih, ravnih valjev, ravno-žoga. Pri teh mehanizmih se uporablja zaprtje sile. V razredu se prvi nanaša na nižje, ostalo pa na višje sisteme. V praksi takšni kinematični pari povezav niso našli aplikacije.

Razvrstitev

KP ima naslednjo razvrstitev.

• Po vrsti komunikacije v kraju stika.

Pari najnižjega zaporedja se dotikajo povezav vzdolž površin. Našli so široko uporabo v mehaniki, imajo preprostejšo obliko od višjih parov. Strukturno, njihove povezave se dotikajo letala in drsijo vzdolž njih. Tako je obremenitev enakomerno porazdeljena znotraj elementa, vendar se povečuje trenje na povezovalni točki povezav. Pozitivni trenutek parov najnižjega reda je, da je mogoče prenesti velike obremenitve iz povezave na povezavo.

Višji kinematični pari imajo kontaktne točke vzdolž krivulje ali v točkah. Njihov glavni namen je zmanjšati stopnjo trenja med elementi povezav med gibanjem. Klasičen primer višjih parov je ležajev ali valjev. Notranja zasnova teh elementov pri premikanju povezav, povezanih s parom, ne vpliva. Za poenostavitev mehanizma se uporabljajo metode za nadomeščanje višjih kinematičnih parov z nižjimi analogi.

• Z vrsto relativnega gibanja, ki ga povezujejo par.

1. Rotacijski.
2. Progresivno.
3. Cilindrični.
4. Spherical.
5. Tip vijaka.
6. Stanovanje.

Če mehanizem vsebuje samo pare, ki uporabljajo le prve štiri vrste gibanja, potem se imenuje vzvod tipa.

• Po vrsti komunikacije med povezavami.

1. S silo, na primer vzmetni tlak, telesna teža, stisnjen plin ali tekočina, inercialne sile.
2. Zaradi geometrijskega oblikovanja elementov para.

• S stopnjo mobilnosti povezav med gibanjem.
• S številom pogojev komunikacije.

Reverzibilni in nepovratni mehanizmi

Če je mogoče, se premiki povezav v sistemu glede na izbiro pogojno določene zveze razlikujejo po reverzibilnih in ireverzibilnih CP.

Če v mehanizmu kateri koli element v prostem stanju ponovi relativno gibanje elementa v pogojno nepomembnem stanju, se kinematični par šteje za reverzibilen (primer - enojni premiki).

Če je v mehanizmu vsak element v prostem stanju relativno gibanje drugačen od drugih, potem je tak par nepovraten.

Vrste zobnikov v mehaniki

Z mehanskim prenosom je mišljen mehanski sistem, ki pretvarja kinematiko in energijo motorja v obliko, ki je sprejemljiva za uporabo delovnih teles strojev, da deluje v danem načinu.

Obstajajo programi:

• Zobatog tipa. Ta povezava temelji na cilindričnih in koničnih elementih. Prvi posredujejo gibanje v eni ravnini, slednji pod kotom. Za menjalnik je značilen kompaktnost in možnost prenosa velikih zmogljivosti. So zelo učinkoviti, vendar ustvarijo hrup med delovanjem in zahtevajo mazanje.
• Tip vijaka. Poleg klasičnega vijaka, v to kategorijo spadajo tudi hipoidni in črvni zobniki. Slednji tip mehanskega prenosa se uporablja, ko je potrebno pridobiti veliko prestavno razmerje. Odlikujejo jih tudi brezglavnost in gladkost pri delu in sposobnost samopodobe. Pomanjkljivosti vključujejo nizko učinkovitost in visoko obrabo.
• Pri fleksibilnih elementih. Pri tem se gibanje in energija prenašajo v eni ravnini zaradi različnih pasov in verig. Prenos pasov je preprost in pokriva velike razdalje.
• Friction type. V takih razmerah se uporablja sila trenja. Uporabljajo se v mehanizmih, ki delujejo v težkih razmerah.

Vrsta krogelnega sklepa

Glavni namen krogelnega spoja je omogočiti, da se prečna povezava krmilne palice poveže prek vzvoda z vrtljivo ploščo kolesa. Zasnova tečaja vključuje vrh - ima piškote, vzmet, tlačni pokrovček, krogljično zatič in oljni plašč. Vzmet pritiska na kroglice krogelnega sklepa, ki na površini kroglaste oblike drži prst. Ta zasnova zagotavlja, da mehanizem deluje tudi, ko se obrablja.

Zančna zanka

Tečaji ali nadstreški so mehanizmi, zgrajeni na podlagi cilindričnega tečaja. Odpirajo in zapirajo vrata, okna, pohištvena vrata. Oblikovanje zanke vključuje dve pravokotni krpo (kartice), v kateri so izvrtane pritrdilne luknje in jedro. Šarnirni tečaji so izdelani predvsem iz jekla in različnih zlitin.

Zaključek

Zanimivo je, da so človeški sklepi vse glavne vrste kinematičnih parov, opisanih zgoraj. Zato je očitna potrebo po razumevanju procesov v mehaniki.