Enhver kompleks mekanisme inden for maskinteknik består af et sæt simple elementer. For at forstå, hvordan systemet som helhed fungerer, er det nødvendigt at analysere driften af hver knude. Og dette er først og fremmest en forståelse af, hvad et kinematisk par er.
Grundlæggende vilkår
Hvis vi tager to objekter (links), der er i kontakt med hinanden, og samtidig er en sådan forbindelse bevægelig, så har vi et kinematisk par (KP). Dets karakteristiske træk er en vis begrænsning i bevægelsen af links.
En stiv krop kan have en begrænset evne til at bevæge sig, og så er der sådan noget som en forbindelsestilstand. Op til fem kommunikationsbetingelser tælles under hensyntagen til interaktionen af links i et par. Deraf opdelingen i klasser. Fem af dem blev bragt ud til kinematiske par, hver af dem har sin egen grad af mobilitet. Der er seks grader af mobilitet i klassen. Al moderne mekanik er baseret på brugen af de sidste tre klasser af kinematiske par.
Hver krop (link) har sin egen geometri. Derfor er elementerne i kontakt med hinanden, delene svarer til denne form. Det viser sig, at CP kun vil være i stand til at udføre en sådan bevægelse,hvilket ikke vil modsige linksnes geometri. For at foretage en bevægelse i forhold til hinanden skal det ene led desuden være permanent fikseret, og det andet i parret er påvirket.
Hvert punkt i linket passerer en sti (bane) i bevægelsesøjeblikket. Denne bane kan have form af en kurve placeret på et plan. Når planerne af kurverne af banen for leddene i parret er parallelle med hinanden, er dette et fladt par. Hvis bevægelseskurverne for leddenes punkter er placeret i tredimensionelt rum, er det kinematiske par rumligt.
Visninger
Der findes følgende typer mekanismer.
Par af roterende type er et enkeltbevægelig system. De led, der udgør et sådant par, er kun i stand til at udføre en karakteristisk rotation omkring stangen eller aksen. I dette tilfælde udføres kontakten af elementerne på overfladen af en cylindrisk form. Et sådant geometrisk system er lukket og hører til de laveste. Den analoge mekanisme i området for højere par har et kugleleje.
Det translationelle interaktionspar er det samme som det foregående med hensyn til enkeltbevægelse. I et sådant system kan linkene kun udføre translationel bevægelse i en lige linje. Mekanismen er det laveste par, lukket i geometriske parametre.
Par af type interagerende cylindre. Dette system er allerede to-bevægeligt, dets geometri er lukket. Det er det laveste - leddene kan både rotere og bevæge sig fremad.
Sfærisk typeparer et trepartssystem. Et sådant pars frihed har en grad, der tillader dets led at rotere i tredimensionelt rum, der beskriver koordinatakserne. Det er også den laveste geometrisk lukkede mekanisme.
Par af sfærisk type med en finger - to-bevægelig. Bevægelsen (relativt uafhængig rotation) af leddene i dette par er begrænset af stiften og slidsen. Parret af den laveste orden er geometrisk lukket.
Skrueparret har en enkelt bevægelig frihedsgrad. Den lavere ordens mekanisme er et geometrisk lukket system, hvor kun spiralbevægelse er mulig med et bestemt trin. Bevægelse i vinkel- og lineær retning er helt unik.
Par af flad type, plan-cylinder, plan-ball. I disse mekanismer anvendes kraftlukning. Ifølge klassen tilhører den første de lavere, resten - til de højere systemer. I praksis er sådanne kinematiske linkspar ikke blevet brugt.
Klassificering
KP'er er klassificeret som følger.
Efter typen af forbindelse ved kontaktpunktet
Par af lavere orden er i kontakt med links langs overfladerne. De har fundet bred anvendelse inden for mekanik, har et enklere design end højere par. Strukturelt er deres links i kontakt med fly og glider langs dem. Der er således en ensartet fordeling af belastningen inde i elementet, men friktionen ved henholdsvis forbindelsespunktet for leddene øges. Det positive aspekt ved lavordens-par er, at det er muligt at overføre store belastninger fra link til link.
Højere kinematiskpar har forbindelser i kontakt langs en kurve eller på punkter. Deres hovedformål er at reducere graden af friktion mellem elementerne i leddene under bevægelse. Et klassisk eksempel på højere par er lejer eller ruller. Det interne design af disse elementer påvirker ikke bevægelsen af links forbundet i par. For at forenkle mekanismen bruges metoder til at erstatte højere kinematiske par med lavere analoger.
Af den type relative bevægelse, som parrets led laver
- Roterende.
- Progressiv.
- Cylindrisk.
- Sfærisk.
- Skrue.
- Flat.
Hvis der kun er par i mekanismen, der kun bruger de første fire bevægelsestyper, så kaldes det håndtag.
I henhold til typen af kommunikation mellem links
- På grund af kraftpåvirkninger, såsom fjedertryk, kropsmasse, komprimeret gas eller væske, inertikræfter.
- På grund af det geometriske design af elementerne i parret.
- I henhold til graden af mobilitet af leddene under bevægelse.
- Efter antallet af forbindelsesbetingelser.
Reversible og irreversible mekanismer
Ved muligheden for bevægelse af links i systemet i forhold til valget af en betinget fast forbindelse, skelnes reversible og irreversible CP'er.
Hvis et element i en fri tilstand i en mekanisme gentager den relative bevægelse af et element i en betinget stationær tilstand, anses det kinematiske par for at være reversible (eksempel - enkeltbevægende par).
Hvis i mekanismen fungerer hvert element i en fri tilstanddens relative bevægelse er forskellig fra andre, så er sådan et par irreversibelt.
Typer af gear i mekanik
Mekanisk transmission forstås som et mekanisk system, der omdanner motorens kinematik og energi til en form, der er acceptabel til brug af maskinernes arbejdslegemer for at fungere i en given tilstand.
Transmissioner sker:
- Geartype. En sådan forbindelse er bygget på cylindriske og koniske elementer. Førstnævnte transmitterer bevægelse i ét plan, sidstnævnte i en vinkel. Gear er kendetegnet ved kompakthed og evnen til at overføre høj effekt. De er meget effektive, men genererer støj og kræver smøring.
- Skruetype. Ud over den klassiske skrue omfatter denne kategori hypoid- og snekkegear. Sidstnævnte type mekanisk transmission bruges, når det er nødvendigt at opnå et stort udvekslingsforhold. De er også kendetegnet ved deres støjsvaghed og glatte drift og evnen til selv at bremse. Ulemperne omfatter lav effektivitet og højt slid.
- Om fleksible elementer. Her overføres bevægelse og energi i samme plan gennem forskellige bælter og kæder. Remtræk er enkle og kan dække lange afstande.
- Friktionstype. I bindinger af denne art påføres friktionskraften. De bruges i mekanismer, hvis betjening finder sted under vanskelige forhold.
boldtype
Hovedformålet med kugleleddet,således at styrestangens trækstang kan forbindes gennem grebet med hjulets drejestang. Hængslets design inkluderer en spids; kiks, en fjeder, en spændehætte, en kuglestift, en olier er indbygget i den. Fjederen trykker på kugleleddets krakkere, som holder stiften med sfæriske overflader. Dette design sikrer, at mekanismen forbliver funktionsdygtig, selv når den er slidt.
Hængsel
Hængsler eller baldakiner er mekanismer bygget på basis af et cylindrisk hængsel. De tjener til at åbne og lukke døre, vinduer, møbeldøre. Hængslets design omfatter to rektangulære lærreder (kort), hvori der er boret fastgørelseshuller og en stang. Hængsler er hovedsageligt fremstillet af stål og forskellige legeringer.
Konklusion
Interessant nok repræsenterer menneskelige led alle hovedtyperne af kinematiske par beskrevet ovenfor. Derfor er behovet for at forstå de processer, der forekommer i mekanik, indlysende.
