A gépészetben minden összetett mechanizmus egyszerű elemek halmazából áll. Ahhoz, hogy megértsük, hogyan működik a rendszer egésze, elemezni kell az egyes csomópontok működését. És ez mindenekelőtt annak megértése, hogy mi is az a kinematikai pár.
Alapvető feltételek
Ha veszünk két egymással érintkező objektumot (linket), és egyben egy ilyen kapcsolat mozgatható, akkor van egy kinematikai párunk (KP). Megkülönböztető jellemzője a linkek mozgásának bizonyos korlátozása.
Egy merev testnek korlátozott a mozgásképessége, és akkor van olyan, hogy csatlakozási feltétel. Legfeljebb öt kommunikációs feltételt számol a rendszer, figyelembe véve a párban lévő hivatkozások interakcióját. Innen ered az osztályokra osztás. Ezek közül ötöt kinematikus párokra hoztak ki, mindegyiknek megvan a maga mobilitási foka. Az osztályban hat fokozatú mobilitás van. Minden modern mechanika a kinematikai párok utolsó három osztályának használatán alapul.
Minden testnek (hivatkozásnak) megvan a maga geometriája. Ezért az elemek érintkeznek egymással, a részek ennek a formának felelnek meg. Kiderült, hogy a CP csak ilyen mozgást tud majd végrehajtani,ami nem mond ellent a linkek geometriájának. Ezen túlmenően, ahhoz, hogy bármilyen mozgást végezhessenek egymáshoz képest, az egyik linket tartósan rögzíteni kell, és a pár második részét érinti.
A link minden pontja áthalad egy útvonalon (pályán) a mozgás pillanatában. Ez a pálya egy síkon elhelyezkedő görbe formáját öltheti. Ha a párban lévő linkek útjának görbéinek síkjai párhuzamosak egymással, ez egy lapos pár. Ha a linkek pontjainak mozgási görbéi háromdimenziós térben helyezkednek el, akkor a kinematikai pár térbeli.
Megtekintések
A következő típusú mechanizmusok léteznek.
A forgó típusú pár egy mozgó rendszer. Az ilyen párokat alkotó láncszemek csak jellegzetes forgást képesek végrehajtani a rúd vagy tengely körül. Ebben az esetben az elemek érintkezése hengeres felületen történik. Az ilyen geometriai rendszer zárt és a legalacsonyabbhoz tartozik. Az analóg mechanizmus a magasabb párok területén golyóscsapágyas.
A transzlációs interakciós pár megegyezik az előzővel az egyszeri mozgás szempontjából. Egy ilyen rendszerben a linkek csak egyenes vonalú transzlációs mozgást tudnak végrehajtani. A mechanizmus a legalacsonyabb pár, geometriai paraméterekben zárva.
Együttműködő hengertípus-pár. Ez a rendszer már két mozgatható, geometriája zárt. Ez a legalacsonyabb – a linkek foroghatnak és haladhatnak előrefelé.
Gömb alakú típuspáregy háromoldalú rendszer. Egy ilyen pár szabadságának van egy olyan foka, amely lehetővé teszi, hogy kapcsolatai háromdimenziós térben forogjanak, leírva a koordináta tengelyeit. Ez egyben a legalacsonyabb geometriailag zárt mechanizmus is.
Gömb alakú pár ujjal - két mozgatható. Ebben a párban a láncszemek mozgását (viszonylag független forgását) a csap és a rés korlátozza. A legalacsonyabb sorrendű pár geometriailag zárt.
A csavar típusú pár egyszeri mozgási szabadságfokkal rendelkezik. Az alacsonyabb rendű mechanizmus egy geometriailag zárt rendszer, amelyben egy bizonyos lépéssel csak spirális mozgás lehetséges. A szög- és lineáris irányú mozgás szigorúan egyedi.
Lakos típusú, sík-hengeres, síkgolyós pár. Ezekben a mechanizmusokban kényszerzárást alkalmaznak. Az osztály szerint az első az alacsonyabb, a többi a magasabb rendszerekhez tartozik. A gyakorlatban nem használtak ilyen kinematikus kapcsolatpárokat.
Osztályozás
A KP-k a következőképpen vannak besorolva.
A kapcsolat típusa szerint az érintkezési ponton
Az alacsonyabb rendű párok érintkeznek a felületek mentén lévő láncszemekkel. Széles körű alkalmazást találtak a mechanikában, egyszerűbb a felépítésük, mint a magasabb párok. Szerkezetileg kapcsolataik síkokkal érintkeznek, és azok mentén csúsznak. Így a terhelés egyenletes eloszlása van az elemen belül, de a súrlódás a láncszemek csatlakozási pontján növekszik. Az alacsony rendű párok pozitívuma, hogy nagy terheléseket lehet linkről linkre átvinni.
Magasabb kinematikaA párok egy görbe mentén vagy pontokban érintkeznek egymással. Fő céljuk a láncszemek elemei közötti súrlódás mértékének csökkentése a mozgás során. A magasabb párok klasszikus példája a csapágyak vagy görgők. Ezeknek az elemeknek a belső kialakítása nem befolyásolja a páronként összekapcsolt linkek mozgását. A mechanizmus egyszerűsítése érdekében módszereket alkalmaznak a magasabb kinematikai párok alacsonyabb analógokkal való helyettesítésére.
A pár linkjeinek relatív mozgásának típusa szerint
- Rotációs.
- Progresszív.
- Hengeres.
- Gömb alakú.
- Csavar.
- Lakás.
Ha csak olyan párok vannak a mechanizmusban, amelyek csak az első négy mozgástípust használják, akkor ezt karnak nevezzük.
A kapcsolatok közötti kommunikáció típusától függően
- Erőhatások, például rugónyomás, testtömeg, sűrített gáz vagy folyadék, tehetetlenségi erők miatt.
- A pár elemeinek geometriai kialakítása miatt.
- A láncszemek mozgás közbeni mobilitási fokától függően.
- A csatlakozási feltételek számával.
Reverzibilis és visszafordíthatatlan mechanizmusok
A rendszerben a linkek mozgásának lehetőségével a feltételesen rögzített kapcsolat kiválasztásához képest reverzibilis és irreverzibilis CP-ket különböztetünk meg.
Ha egy mechanizmusban bármely szabad állapotú elem megismétli egy feltételesen álló állapotban lévő elem relatív mozgását, akkor a kinematikai pár megfordíthatónak minősül (például egy mozgó párok).
Ha a mechanizmusban minden szabad állapotú elem teljesítrelatív mozgása eltér a többitől, akkor egy ilyen pár visszafordíthatatlan.
Fokozattípusok a mechanikában
A mechanikus sebességváltó alatt olyan mechanikus rendszert értünk, amely a motor kinematikáját és energiáját olyan formába alakítja, amely elfogadható a gépek munkatestei számára, hogy adott üzemmódban működjön.
Az átvitelek megtörténnek:
- Fogaskerék típusa. Az ilyen csatlakozás hengeres és kúpos elemekre épül. Az előbbiek egy síkban, az utóbbiak szögben közvetítik a mozgást. A fogaskerekeket a tömörség és a nagy teljesítmény átvitelének képessége jellemzi. Nagyon hatékonyak, de zajt keltenek, és kenést igényelnek.
- Csavar típusa. A klasszikus csavaron kívül ebbe a kategóriába tartoznak a hipoid és csigakerekek. Az utóbbi típusú mechanikus sebességváltót akkor használják, ha nagy áttételi arányt kell elérni. Csendes és sima működésük, valamint az önfékező képességük is megkülönbözteti őket. A hátrányok közé tartozik az alacsony hatékonyság és a nagy kopás.
- Rugalmas elemeken. Itt a mozgás és az energia ugyanabban a síkban közvetítődik különböző öveken és láncokon keresztül. A szíjhajtások egyszerűek, és nagy távolságokat is megtehetnek.
- Súrlódási típus. Az ilyen jellegű kötéseknél a súrlódási erő érvényesül. Olyan mechanizmusokban használják, amelyek működése nehéz körülmények között történik.
Labdatípus
A gömbcsukló fő célja,hogy a kormányrúd kötőrúdja a karon keresztül összekapcsolható legyen a kerék forgó fogaslécével. A csuklópánt kialakítása tartalmaz egy hegyet; kekszet, rugót, szorító sapkát, golyóstűt, olajozót építenek bele. A rugó rányomja a gömbcsukló repedéseit, amelyek gömb alakú felületekkel tartják a csapot. Ez a kialakítás biztosítja, hogy a mechanizmus akkor is működőképes maradjon, ha elhasználódik.
Csuklópánt
A zsanérok vagy előtetők hengeres csuklópántra épített mechanizmusok. Ajtók, ablakok, bútorajtók nyitására és zárására szolgálnak. A zsanér kialakítása két téglalap alakú vászonból (kártyából) áll, amelyekbe rögzítő lyukakat és egy rudat fúrnak. A zsanérok főként acélból és különféle ötvözetekből készülnek.
Következtetés
Érdekes módon az emberi ízületek a fent leírt kinematikai párok összes fő típusát képviselik. Ezért nyilvánvaló az igény a mechanikában előforduló folyamatok megértésére.
