Pareja cinemática. Tipos de pares cinemáticos y su breve descripción Enlaces del par cinemático superior
| Número de condiciones de comunicación S | Número de grados de libertad H | Designación del par cinemático | Clase de par cinemático | Nombre de pareja | Imagen | Símbolo |
| yo | Plano de cinco bolas móviles |  |  |
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| Yo | Plano de cuatro cilindros móviles |  |  |
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| tercero | Planar tri-movible |  |  |
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| tercero | Tri-móvil esférico |  |  |
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| IV | Dos esferas móviles con un dedo. |  |  |
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| IV | Cilíndrico bimovible |  |  |
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| V | Tornillo móvil único |  |  |
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| V | Giratorio de un solo movimiento |  |  |
|||
| V | Traslación de un solo movimiento |  |  |
El sistema de eslabones que forman pares cinemáticos entre sí se llama cadena cinemática.
mecanismo se denomina cadena cinemática a aquella en la que, para un movimiento dado de uno o más eslabones, generalmente llamados de entrada o de avance, con respecto a cualquiera de ellos (por ejemplo, cremalleras), todos los demás realizan movimientos definidos de forma única.
Un mecanismo se llama plano si todos los puntos de los eslabones que lo forman describen trayectorias que se encuentran en planos paralelos.
esquema cinemático mecanismo es una representación gráfica del mecanismo, realizada a escala mediante símbolos de eslabones y pares cinemáticos. Da una imagen completa de la estructura del mecanismo y las dimensiones de los enlaces necesarios para el análisis cinemático.
esquema estructural mecanismo, a diferencia del diagrama cinemático, se puede realizar sin observar la escala y da una idea sólo de la estructura del mecanismo.
El número de grados de libertad del mecanismo. llamado el número de coordenadas independientes que determinan la posición de todos los eslabones en relación con el bastidor. Cada una de estas coordenadas se llama generalizado Es decir, el número de grados de libertad del mecanismo es igual al número de coordenadas generalizadas.
Para determinar el número de grados de libertad de los mecanismos espaciales, se utiliza la fórmula estructural de Somov-Malyshev:
W = 6n - 5p 1 - 4p 2 - 3p 3 - 2p 4 - 1p 5 , (1.1)
donde: W - número de grados de libertad del mecanismo;
n es el número de enlaces en movimiento;
p 1, p 2, p 3, p 4, p 5 - respectivamente, el número de uno, dos, tres, cuatro y
pares cinemáticos de cinco movimientos;
6 - el número de grados de libertad de un solo cuerpo en el espacio;
5, 4, 3, 2, 1 - el número de condiciones de comunicación impuestas respectivamente
para uno, dos, tres, cuatro y cinco pares móviles.
Para determinar el número de grados de libertad de un mecanismo plano se utiliza la fórmula estructural de Chebyshev:
W = 3n - 2p 1 , - 1p 2 , (1.2)
donde: W es el número de grados de libertad del mecanismo plano;
n es el número de enlaces en movimiento;
p 1 - el número de pares cinemáticos de un solo movimiento que están en
planos por pares cinemáticos inferiores;
p 2 - el número de pares cinemáticos doblemente móviles que están en el plano
son los más altos;
3 - el número de grados de libertad del cuerpo en el plano;
2 - el número de enlaces superpuestos en la cinemática más baja
1 es el número de enlaces impuestos al par cinemático más alto.
El grado de movilidad determina el número de enlaces de entrada del mecanismo. Al calcular el grado de movilidad igual a 0 o mayor a 1, es necesario verificar si el mecanismo tiene restricciones pasivas o grados de libertad adicionales.
Las fórmulas de Somov-Malyshev y Chebyshev se denominan estructural, ya que relacionan el número de grados de libertad del mecanismo con el número de sus eslabones y el número y tipo de pares cinemáticos.
Al derivar estas fórmulas, se supuso que todos los enlaces superpuestos son independientes, es decir, ninguno de ellos puede obtenerse como consecuencia de los demás. En algunos mecanismos no se cumple esta condición; el número total de enlaces superpuestos puede incluir un cierto número q de enlaces redundantes (repetidos, pasivos) que duplican otros enlaces sin cambiar la movilidad del mecanismo, sino solo convirtiéndolo en un sistema estáticamente indeterminado. En este caso, al usar las fórmulas de Somov-Malyshev y Chebyshev, estos enlaces repetidos deben restarse del número de enlaces superpuestos:
W \u003d 6n - (5p 1 + 4p 2 + Zr 3 + 2p 4 + p 5 - q),
W \u003d 3n - (2p 1 + p 2 - q),
de donde q \u003d W - 6n + 5p 1 + 4p 2 + Zp 3 + 2p 4 + p 5,
o q \u003d W - 3n + 2p 1 + p 2.
En el caso general, hay dos incógnitas (W y q) en las últimas ecuaciones, y encontrarlas es una tarea difícil.
Sin embargo, en algunos casos, W se puede encontrar a partir de consideraciones geométricas, lo que nos permite determinar q usando las últimas ecuaciones.
Arroz. 1.1 a) Mecanismo de manivela-deslizador con redundancia
conexiones (cuando los ejes de las bisagras no son paralelos).
b) el mismo mecanismo sin enlaces redundantes (reemplazado
pares cinemáticos B y C).
y el mecanismo se vuelve espacial. En este caso, la fórmula de Somov-Malyshev da el siguiente resultado:
W \u003d 6n - 5p 1, \u003d 6 3-5 4 \u003d -2,
aquellos. resulta no un mecanismo, sino una granja, estáticamente indeterminada. El número de conexiones redundantes será (porque en realidad W=l): q=l-(-2) = 3.
En la mayoría de los casos, las conexiones excesivas deben eliminarse cambiando la movilidad de los pares cinemáticos.
Por ejemplo, para el mecanismo en consideración (Fig. 1.1, b), reemplazando la bisagra B con un par cinemático de dos movimientos (p 2 \u003d 1), y la bisagra C con uno de tres movimientos (p 3 \u003d 1) , obtenemos:
q = 1 - 6 3 + 5 2 + 4 1 + 3 1 = 0,
aquellos. no hay conexiones redundantes y el mecanismo es estáticamente determinable.
A veces, se introducen deliberadamente enlaces redundantes en la composición del mecanismo, por ejemplo, para aumentar su rigidez. El desempeño de tales mecanismos está asegurado cuando se cumplen ciertas relaciones geométricas. Como ejemplo, considere el mecanismo de un paralelogramo articulado (Fig. 1.2, a), en el que AB // CD, BC // AD; n = 3, p 1 = 4, W = 1 y q = 0.
 |
 |
Arroz. 1.2. Paralelogramo articulado:
a) sin conexiones pasivas,
b) con conexiones pasivas
Para aumentar la rigidez del mecanismo (Fig. 1.2, b), se introduce un enlace adicional EF, y con EF / / BC no se introducen nuevas restricciones geométricas, el movimiento del mecanismo no cambia y en realidad todavía W = 1 , aunque según la fórmula de Chebyshev tenemos: W = 3 4 – 2 6 = 0, es decir formalmente, el mecanismo es estáticamente indeterminado. Sin embargo, si EF no es paralelo a BC, el movimiento se vuelve imposible, es decir, W es de hecho 0.
De acuerdo con las ideas de L.V. Asura, cualquier mecanismo se forma conectando secuencialmente a un sistema mecánico con cierto movimiento (eslabones de entrada y cremallera) cadenas cinemáticas que satisfacen la condición de que el grado de su movilidad sea 0. Tales cadenas, incluyendo solo los pares cinemáticos más bajos del 5to. clase, se llaman grupos asirios.
El grupo Assur no se puede descomponer en grupos más pequeños que tienen un grado de movilidad cero.
Los grupos Assur se subdividen en clases según su estructura.
El enlace de entrada, que forma el par cinemático más bajo con la cremallera, se denomina mecanismo de primera clase (Figura 1.3). El grado de movilidad de este mecanismo es 1.
Figura 1.3. Mecanismos de primera clase
El grado de movilidad del grupo Assur es 0
A partir de esta condición, se puede determinar la relación entre el número de pares cinemáticos inferiores de quinta clase y el número de eslabones incluidos en el grupo Assur.
Por lo tanto, es obvio que el número de eslabones del grupo debe ser par, y el número de pares de la quinta clase es siempre un múltiplo de 3.
Los grupos Assur se subdividen en clases y órdenes. Cuando se combinan n=2 y p 5 =3, se forman grupos Assur de segunda clase.
Además, los grupos se dividen en órdenes. El orden del grupo Assur está determinado por el número de elementos (pares cinemáticos externos) por los que el grupo está unido al mecanismo.
Hay 5 tipos de grupos Assur de segunda clase (Tabla 1.3).
La clase del grupo Assur por encima del segundo está determinada por el número de pares cinemáticos internos que forman el contorno cerrado más complejo.
Con una combinación de n \u003d 4 p 5 \u003d 6, se forman grupos Assur de la tercera y cuarta clase (Tabla 1.3). Estos grupos no difieren según la especie.
La clase general de un mecanismo está determinada por la clase más alta de los grupos Assur incluidos en el mecanismo dado.
La fórmula para la estructura de un mecanismo muestra el orden en que los grupos Assur se unen a un mecanismo de primera clase.
Por ejemplo, si la fórmula para la estructura de un mecanismo es
1 (1) 2 (2,3) 3 (4,5,6,7) ,
entonces esto significa que el grupo Assur de la segunda clase, incluidos los eslabones 2 y 3, y el grupo Assur de la tercera clase, incluidos los eslabones 4, 5, 6, 7, están conectados al mecanismo de la primera clase (eslabón 1 con un estante).mecanismo, es la tercera clase. Por lo tanto, tenemos un mecanismo de tercera clase.
Un par cinemático es una conexión móvil de dos eslabones contiguos que les proporciona un cierto movimiento relativo. Los elementos de un par cinemático son un conjunto de Superficies de líneas o puntos a lo largo de los cuales se produce una conexión móvil de dos eslabones y que forman un Par cinemático. Para que exista un par, los elementos de sus enlaces constituyentes deben estar en contacto constante T.
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Conferencia 2
Cualquiera que sea el mecanismo de la máquina, siempre se compone únicamente de eslabones y pares cinemáticos.
A las condiciones de conexión impuestas en los mecanismos sobre los eslabones móviles, en la teoría de máquinas y mecanismos se les suele llamar pares cinemáticos.
pareja cinemáticallamada conexión móvil de dos eslabones contiguos, dotándolos de cierto movimiento relativo.
En mesa. 2.1 muestra los nombres, dibujos, símbolos de los pares cinemáticos más comunes en la práctica, así como su clasificación.
Los enlaces, cuando se combinan en un par cinemático, pueden entrar en contacto entre sí a lo largo de superficies, líneas y puntos.
Elementos de un par cinemáticollaman a un conjunto de Superficies, líneas o puntos a lo largo de los cuales se produce una conexión móvil de dos eslabones y que forman un Par cinemático. Según el tipo de contacto de los elementos de los pares cinemáticos, existen más alto y más bajo pares cinemáticos.
Los pares cinemáticos formados por elementos en forma de línea o de punto se denominan más alto .
Los pares cinemáticos formados por elementos en forma de superficies se denominan más bajo.
Para que exista un par, los elementos de sus enlaces constituyentes deben estar en contacto constante, es decir estar cerrado. El cierre de pares cinemáticos puede sergeométricamente o con fuerza, Por ejemplo, con la ayuda de su propia masa, resortes, etc.
La fuerza, la resistencia al desgaste y la durabilidad de los pares cinemáticos dependen de su tipo y diseño. Los pares inferiores son más resistentes al desgaste que los superiores. Esto se explica por el hecho de que en los pares inferiores, el contacto de los elementos de los pares se produce a lo largo de la superficie y, por lo tanto, con la misma carga, surgen presiones específicas más bajas que en el superior. El desgaste, ceteris paribus, es proporcional a la presión específica, y por tanto los pares inferiores se desgastan más lentamente que los superiores. Por lo tanto, para reducir el desgaste en las máquinas, es preferible utilizar pares inferiores, sin embargo, muchas veces el uso de pares cinemáticos superiores permite simplificar significativamente los diagramas estructurales de las máquinas, lo que reduce sus dimensiones y simplifica el diseño. Por lo tanto, la elección correcta de los pares cinemáticos es un problema de ingeniería complejo.
Los pares cinemáticos también se dividen pornúmero de grados de libertad(movilidad), que pone a disposición de los enlaces conectados a través de ella, oel número de condiciones de enlace(clase de pareja), impuesta por el par sobre el movimiento relativo de los eslabones conectados. Al utilizar dicha clasificación, los desarrolladores de máquinas reciben información sobre los posibles movimientos relativos de los enlaces y sobre la naturaleza de la interacción de los factores de fuerza entre los elementos de un par.
Un enlace gratuito que es en el caso general en METRO - espacio dimensional, permitiendo PAGS tipos de los movimientos más simples, tiene un número de grados de libertad! ( H) o W - móvil.
Entonces, si el enlace está en un espacio tridimensional, permite seis tipos de movimientos simples: tres de rotación y tres de traslación alrededor y a lo largo de los ejes. X, V, Z , entonces decimos que tiene seis grados de libertad, o tiene seis coordenadas generalizadas, o es móvil en seis. Si el vínculo está en un espacio bidimensional que permite tres tipos de movimientos simples: una rotación alrededor Z y dos traslacionales a lo largo de los ejes X y Y , entonces dicen que tiene tres grados de libertad, o tres coordenadas generalizadas, o es trimovible, etc.
Tabla 2.1
Cuando los enlaces se combinan usando pares cinemáticos, pierden sus grados de libertad. Esto significa que los pares cinemáticos se imponen a los enlaces que conectan por un número S.
Dependiendo del número de grados de libertad que tengan los eslabones combinados en un par cinemático en movimiento relativo, determine la movilidad del par ( ancho = alto ). Si H es el número de grados de libertad de los eslabones del par cinemático en movimiento relativo, a la movilidad de los pares se determina de la siguiente manera:
donde P - la movilidad del espacio en el que existe el par considerado; S - el número de bonos impuestos por el par.
Cabe señalar que la movilidad de un par W , definido por (2.1), no depende del tipo de espacio en el que se implemente, sino solo de la construcción.
Por ejemplo, un par rotacional (traslacional) (ver Tabla 2.1), tanto en un espacio de seis como de tres móviles, seguirá siendo móvil único, en el primer caso se le impondrán 5 enlaces, y en el segundo caso: 2 bonos, y, por lo que tendremos, respectivamente:
para seis espacios móviles:
para un espacio de tres móviles:
Como puede ver, la movilidad de los pares cinemáticos no depende de las características del espacio, lo cual es una ventaja de esta clasificación. Por el contrario, la división frecuente de pares cinemáticos en clases adolece del hecho de que la clase de un par depende de las Características del espacio, lo que significa que el mismo par en diferentes espacios tiene una clase diferente. Esto es un inconveniente a efectos prácticos, lo que significa que tal clasificación de pares cinemáticos es irracional, por lo que es mejor no utilizarla.
Es posible elegir tal forma de los elementos de un par, de modo que con un movimiento elemental independiente, surja un segundo: un dependiente (derivado). Un ejemplo de tal par cinemático es un tornillo (Tabla 2. 1) . En este par, el movimiento de rotación del tornillo (tuerca) provoca su movimiento de traslación a lo largo del eje. Tal par debe atribuirse a uno de un solo movimiento, ya que en él solo se realiza un movimiento independiente más simple.
Conexiones cinemáticas.
Pares cinemáticos dados en la tabla. 2.1, simple y compacto. Implementan casi todos los movimientos relativos más simples de enlaces necesarios para crear mecanismos. Sin embargo, al crear máquinas y mecanismos, rara vez se utilizan. Esto se debe a que en los puntos de contacto de los eslabones que forman un par suelen surgir grandes fuerzas de rozamiento. Esto conduce a un desgaste importante de los elementos del par, y por tanto a su destrucción. Por lo tanto, la cadena cinemática de dos eslabones más simple de un par cinemático a menudo se reemplaza por cadenas cinemáticas más largas, que juntas implementan el mismo movimiento relativo de los eslabones que el par cinemático que se reemplaza.
Una cadena cinemática diseñada para reemplazar un par cinemático se llama conexión cinemática..
Pongamos ejemplos de cadenas cinemáticas, siendo los más comunes en la práctica los pares cinemáticos rotacionales, traslacionales, helicoidales, esféricos y plano a plano.
De la Mesa. 2.1 se puede ver que el análogo más simple de un par cinemático rotacional es un rodamiento con elementos rodantes. Asimismo, las guías de rodillos sustituyen al par lineal, y así sucesivamente.
Las conexiones cinemáticas son más convenientes y confiables en operación, soportan fuerzas (momentos) mucho mayores y permiten que los mecanismos operen a altas velocidades relativas de los enlaces.
Los principales tipos de mecanismos.
Mecanismo Puede considerarse como un caso especial de una cadena cinemática, en la que al menos un eslabón se convierte en cremallera y el movimiento de los eslabones restantes está determinado por el movimiento especificado de los eslabones de entrada.
Las características distintivas de la cadena cinemática, que representa el mecanismo, son la movilidad y la certeza del movimiento de sus eslabones en relación con la cremallera.
Un mecanismo puede tener varios eslabones de entrada y uno de salida, en cuyo caso se denomina mecanismo sumador y, a la inversa, un eslabón de entrada y varios de salida, entonces se denomina mecanismo diferenciador.
Los mecanismos se dividen enguias y transmision.
mecanismo de transmisiónllamado dispositivo diseñado para reproducir una relación funcional dada entre los movimientos de los enlaces de entrada y salida.
mecanismo de guíallaman a un mecanismo en el que la trayectoria de un punto determinado de un eslabón que forma pares cinemáticos con sólo eslabones en movimiento coincide con una curva dada.
Considere los principales tipos de mecanismos que han encontrado una amplia aplicación en tecnología.
Los mecanismos cuyos eslabones forman solo los pares cinemáticos inferiores se denominanpalanca articulada. Estos mecanismos son ampliamente utilizados debido a que son duraderos, confiables y fáciles de operar. El principal representante de tales Mecanismos es el articulado de cuatro enlaces (Fig. 2.1).
Los nombres de los mecanismos suelen estar determinados por los nombres de sus enlaces de entrada y salida o el enlace característico incluido en su composición.
Dependiendo de las leyes de movimiento de los enlaces de entrada y salida, este mecanismo puede denominarse manivela-balancín, doble manivela, doble balancín, balancín-manivela.
El articulado de cuatro eslabones se utiliza en la construcción de máquinas herramienta, la fabricación de instrumentos, así como en máquinas agrícolas, alimentarias, quitanieves y otras.
Si reemplazamos un par rotacional en un enlace de cuatro bisagras, por ejemplo D , a traslacional, entonces obtenemos el conocido mecanismo de manivela-deslizador (Fig. 2.2).
Arroz. 2.2. Varios tipos de mecanismos de manivela-deslizador:
1 - manivela 2 - biela; 3 - deslizador
El mecanismo de cigüeñal-deslizador (deslizador-manivela) ha encontrado una amplia aplicación en compresores, bombas, motores de combustión interna y otras máquinas.
Reemplazo de un par rotacional en un enlace de cuatro bisagras DE a traslacional, obtenemos un mecanismo basculante (Fig. 2.3).
en p y c .2.3, en el mecanismo basculante se obtiene de un enlace de cuatro bisagras reemplazando pares rotacionales en él Puede hacer por progresivo.
Los mecanismos basculantes han encontrado una amplia aplicación en las máquinas cepilladoras debido a su propiedad inherente de asimetría de trabajo y ralentí. Suelen tener una carrera de trabajo larga y una carrera de ralentí rápida que asegura el retorno de la fresa a su posición original.
Arroz. 2.3. Varios tipos de mecanismos basculantes:
1 - manivela; 2 - piedra; 3 - entre bastidores.
Los mecanismos de palanca de bisagra han encontrado un gran uso en robótica (Fig. 2.4).
Una característica de estos mecanismos es que tienen una gran cantidad de grados de libertad, lo que significa que tienen muchas unidades. El funcionamiento coordinado de los accionamientos de los enlaces de entrada asegura el movimiento de la pinza a lo largo de una trayectoria racional y hacia un lugar dado en el espacio circundante.
Amplia aplicación en ingeniería.mecanismos de leva. Con la ayuda de mecanismos de leva, es estructuralmente la forma más fácil de obtener casi cualquier movimiento del enlace impulsado de acuerdo con una ley dada,
Actualmente, existe una gran cantidad de variedades de mecanismos de leva, algunos de los cuales se muestran en la Fig. 2.5.
La ley de movimiento necesaria del enlace de salida del mecanismo de leva se logra dando al enlace de entrada (leva) una forma apropiada. La leva puede realizar rotaciones (Fig. 2.5, un, b ), traslacional (Fig. 2.5, c, g ) o movimiento complejo. El enlace de salida, si hace un movimiento de traslación (Fig. 2.5, un, en ), llamado empujador, y si se balancea (Fig. 2.5, GRAMO ) - rockero. Para reducir las pérdidas por fricción en el par cinemático superior A use un rodillo de enlace adicional (Fig. 2.5, G).
Los mecanismos de leva se utilizan tanto en máquinas de trabajo como en varios tipos de dispositivos de comando.
Muy a menudo, en máquinas para cortar metales, prensas, diversos instrumentos y dispositivos de medición, se utilizan mecanismos de tornillo, el más simple de los cuales se muestra en la fig. 2.6:
Arroz. 2.6 Mecanismo de tornillo:
1 - tornillo; 2 - tuerca; A, B, C - pares cinemáticos
Los mecanismos de tornillo se utilizan generalmente cuando es necesario convertir el movimiento de rotación en un movimiento de traslación interdependiente o viceversa. La interdependencia de los movimientos se establece mediante la correcta selección de los parámetros geométricos del par de tornillos. A .
Cuña Los mecanismos (Fig. 2.7) se utilizan en varios tipos de dispositivos de sujeción y dispositivos en los que se requiere crear una gran fuerza de salida con fuerzas de entrada limitadas. Una característica distintiva de estos mecanismos es la simplicidad y confiabilidad del diseño.
Los mecanismos en los que la transferencia de movimiento entre cuerpos en contacto se realiza debido a fuerzas de rozamiento se denominan de rozamiento. Los mecanismos de fricción de tres enlaces más simples se muestran en la fig. 2.8
Arroz. 2.7 Mecanismo de cuña:
1, 2 - enlaces; L, V, C - fiestas cinemáticas.
Arroz. 2.8 Mecanismos de fricción:
a - mecanismo de fricción con ejes paralelos; b - mecanismo de fricción con ejes que se cruzan; en - mecanismo de fricción de cremallera y piñón; 1 - rodillo de entrada (rueda);
2 – rodillo de salida (rueda); 2" - riel
Debido al hecho de que los enlaces 1 y 2 unidos entre sí, a lo largo de la línea de contacto entre ellos, surge una fuerza de fricción, que arrastra el enlace impulsado junto con él 2 .
Los engranajes de fricción se utilizan ampliamente en dispositivos, unidades de cinta, variadores (mecanismos con control de velocidad suave).
Para transferir el movimiento de rotación de acuerdo con una ley dada entre ejes con ejes paralelos, que se cortan y se cruzan, se utilizan varios tipos de engranajes. mecanismos . Con la ayuda de engranajes, es posible transferir movimiento tanto entre ejes conejes fijos, así que con moviéndose en el espacio.
Los mecanismos de engranajes se utilizan para cambiar la frecuencia y la dirección de rotación del enlace de salida, la suma o separación de movimientos.
En la fig. 2.9 muestra los principales representantes de los engranajes con ejes fijos.
Figura 2.9. Engranajes con ejes fijos:
a - cilíndrico; b - cónico; En fin; g - estante;
1 - engranaje; 2 - engranaje; 2 * carril
El menor de los dos engranajes que engranan se llama equipo, y más - rueda de engranaje.
La cremallera es un caso especial de rueda dentada en la que el radio de curvatura es igual a infinito.
Si el tren de engranajes tiene engranajes con ejes móviles, se denominan planetarios (Fig. 2.10):
Los engranajes planetarios, sin embargo, en comparación con los engranajes de eje fijo, permiten la transferencia de mayor potencia y relaciones de transmisión con un menor número de engranajes. También se utilizan ampliamente en la creación de mecanismos sumadores y diferenciales.
La transmisión de movimientos entre ejes que se cruzan se realiza mediante un tornillo sin fin (Fig. 2.11).
Un engranaje helicoidal se obtiene a partir de una transmisión tornillo-tuerca cortando la tuerca longitudinalmente y doblándola dos veces en planos perpendiculares entre sí. El engranaje helicoidal tiene la propiedad de autofrenarse y permite realizar grandes relaciones de transmisión en una sola etapa.
Arroz. 2.11. Engranaje de tornillo:
1 - gusano, 2 - rueda helicoidal.
Los mecanismos de engranajes de movimiento intermitente también incluyen el mecanismo de cruz de Malta. En la fig. З-Л "2. muestra el mecanismo de la "cruz de Malta" de cuatro palas.
El mecanismo de la "cruz de Malta" convierte la rotación continua de la manivela delantera 1 con una linterna 3 en la rotación intermitente de la "cruz" 2 , linterna 3 entra en la ranura radial de la "cruz" sin impacto 2 y lo gira hacia la esquina donde z es el número de ranuras.
Para realizar el movimiento en una sola dirección, se utilizan mecanismos de trinquete. La Figura 2.13 muestra un mecanismo de trinquete, que consta de un balancín 1, una rueda de trinquete 3 y trinquetes 3 y 4.
Al balancear el balancín 1 perro mecedor 3 imparte rotación a la rueda de trinquete 2 solo cuando mueva el balancín en sentido contrario a las agujas del reloj. Para sostener la rueda 2 de la rotación espontánea en el sentido de las agujas del reloj cuando el balancín se mueve contra el reloj, se utiliza un trinquete de bloqueo 4 .
Los mecanismos maltés y de trinquete son ampliamente utilizados en máquinas herramienta e instrumentos,
Si es necesario transferir energía mecánica de un punto del espacio a otro en una distancia relativamente larga, se utilizan mecanismos con enlaces flexibles.
Se utilizan correas, cuerdas, cadenas, hilos, cintas, bolas, etc. como eslabones flexibles que transmiten el movimiento de un par de mecanismos a otros,
En la fig. La figura 2.14 muestra un diagrama de bloques del mecanismo más simple con un enlace flexible.
Los engranajes con eslabones flexibles se utilizan ampliamente en ingeniería mecánica, fabricación de instrumentos y otras industrias.
Los mecanismos simples más típicos se han considerado anteriormente. mecanismos también se dan en literatura especial, pa-certificados y libros de referencia, por ejemplo, como.
Fórmulas estructurales de los mecanismos.
Existen patrones generales en la estructura (estructura) de varios mecanismos que relacionan el número de grados de libertad W mecanismo con el número de eslabones y el número y tipo de sus pares cinemáticos. Estos patrones se denominan fórmulas estructurales de los mecanismos.
Para los mecanismos espaciales, la fórmula de Malyshev es actualmente la más común, cuya derivación es la siguiente.
Dejar entrar un mecanismo con metro eslabones (incluido el bastidor), - el número de pares móviles de uno, dos, tres, cuatro y cinco. Denotemos el número de enlaces móviles. Si todos los eslabones móviles fueran cuerpos libres, el número total de grados de libertad sería 6 norte . Sin embargo, cada par de un solo movimiento V clase impone al movimiento relativo de los eslabones que forman un par, 5 enlaces, cada par de dos movimientos IV clase - 4 bonos, etc. Por lo tanto, el número total de grados de libertad, igual a seis, se reducirá en la cantidad
donde es la movilidad de un par cinemático, es el número de pares cuya movilidad es igual a i . El número total de conexiones superpuestas puede incluir un cierto número q conexiones redundantes (repetidas) que duplican otras conexiones sin reducir la movilidad del mecanismo, sino solo convirtiéndolo en un sistema estáticamente indeterminado. Por lo tanto, el número de grados de libertad del mecanismo espacial, que es igual al número de grados de libertad de su cadena cinemática en movimiento con respecto a la cremallera, está determinado por la siguiente fórmula de Malyshev:
o en taquigrafía
(2.2)
en , el mecanismo es un sistema estáticamente determinado; en , un sistema estáticamente indeterminado.
En el caso general, la solución de la ecuación (2.2) es un problema difícil, ya que la incógnita W y q ; las soluciones disponibles son complejas y no se consideran en esta lección. Sin embargo, en un caso particular, si W , igual al número de coordenadas generalizadas del mecanismo, que se encuentran a partir de consideraciones geométricas, a partir de esta fórmula puede encontrar el número de conexiones redundantes (ver Reshetov L. N. Diseño de mecanismos racionales. M., 1972)
(2.3)
y resolver el problema de la determinabilidad estática del mecanismo; o, sabiendo que el mecanismo está estáticamente determinado, encuentre (o verifique) w
Es importante señalar que las fórmulas estructurales no incluyen los tamaños de los enlaces, por lo tanto, en el análisis estructural de los mecanismos, se puede suponer que son cualquiera (dentro de ciertos límites). Si no hay conexiones redundantes (), el montaje del mecanismo se produce sin deformación de los enlaces, estos últimos parecen autoajustarse; por lo tanto, dichos mecanismos se denominan autoalineadores. Si hay conexiones redundantes (), entonces el ensamblaje del mecanismo y el movimiento de sus enlaces solo son posibles cuando estos últimos están deformados.
Para mecanismos planos sin conexiones redundantes, la fórmula estructural lleva el nombre de P. L. Chebyshev, quien la propuso por primera vez en 1869 para mecanismos de palanca con pares rotacionales y un grado de libertad. En la actualidad, la fórmula de Chebyshev se extiende a cualquier mecanismo plano y se deriva teniendo en cuenta las restricciones en exceso de la siguiente manera
Deje en un mecanismo plano con m enlaces (incluido el bastidor), - el número de enlaces móviles, - el número de pares inferiores y - el número de pares superiores. Si todos los eslabones móviles fueran cuerpos libres haciendo un movimiento plano, el número total de grados de libertad sería igual a 3 norte . Sin embargo, cada par inferior impone dos enlaces al movimiento relativo de los eslabones que forman el par, dejando un grado de libertad, y cada par superior impone un enlace, dejando 2 grados de libertad.
El número de enlaces superpuestos puede incluir un cierto número de enlaces redundantes (repetidos), cuya eliminación no aumenta la movilidad del mecanismo. En consecuencia, el número de grados de libertad de un mecanismo plano, es decir, el número de grados de libertad de su cadena cinemática móvil con respecto a la cremallera, está determinado por la siguiente fórmula de Chebyshev:
(2.4)
Si lo sabe, desde aquí puede encontrar el número de conexiones redundantes
(2.5)
El índice "p" nos recuerda que estamos hablando de un mecanismo perfectamente plano, o más precisamente, de su esquema plano, ya que debido a imprecisiones de fabricación, un mecanismo plano es en cierta medida espacial.
De acuerdo con las fórmulas (2.2)-(2.5), se lleva a cabo un análisis estructural de los mecanismos existentes y una síntesis de diagramas estructurales de nuevos mecanismos.
Análisis estructural y síntesis de mecanismos.
Influencia de las conexiones redundantes en el rendimiento y la fiabilidad de las máquinas.
Como se mencionó anteriormente, con tamaños de enlace arbitrarios (dentro de ciertos límites), un mecanismo con enlaces redundantes () no se puede ensamblar sin deformar los enlaces. Por lo tanto, tales mecanismos requieren una mayor precisión de fabricación, de lo contrario, durante el proceso de ensamblaje, los eslabones del mecanismo se deforman, lo que provoca la carga de pares cinemáticos y eslabones con fuerzas adicionales significativas (además de aquellas fuerzas externas principales para las que el mecanismo está diseñado). destinados a ser transmitidos). Con una precisión insuficiente en la fabricación de un mecanismo con enlaces excesivos, la fricción en los pares cinemáticos puede aumentar mucho y provocar el atasco de los enlaces, por lo tanto, desde este punto de vista, los enlaces excesivos en los mecanismos son indeseables.
En cuanto a los eslabones redundantes en las cadenas cinemáticas del mecanismo, a la hora de diseñar las máquinas se deben eliminar o dejar al mínimo si su eliminación completa resulta no rentable por la complejidad del diseño o por alguna otra razón. En el caso general, se debe buscar la solución óptima, teniendo en cuenta la disponibilidad del equipo tecnológico necesario, el costo de fabricación, la vida útil requerida y la confiabilidad de la máquina. Por lo tanto, esta es una tarea muy difícil para cada caso específico.
Consideraremos la metodología para determinar y eliminar enlaces redundantes en las cadenas cinemáticas de mecanismos usando ejemplos.
Deje un mecanismo plano de cuatro enlaces con cuatro pares rotacionales de un solo movimiento (Fig. 2.15, a ) debido a imprecisiones de fabricación (por ejemplo, debido al no paralelismo de los ejes A y D ) resultó ser espacial. Montaje de cadenas cinemáticas 4 , 3 , 2 y por separado 4 , 1 no causa dificultades, pero apunta B, B' se puede colocar en el eje X . Sin embargo, para ensamblar un par rotacional A , formado por enlaces 1 y 2 , solo será posible combinando los sistemas de coordenadas Bxyz y B ' x ' y ' z ' , que requiere un desplazamiento lineal (deformación) del punto B ' enlace 2 a lo largo del eje x y deformaciones angulares del eslabón 2 alrededor de los ejes x y z (mostrado por flechas). Esto significa que hay tres enlaces redundantes en el mecanismo, lo que también se confirma mediante la fórmula (2.3): . Para que este mecanismo espacial sea estáticamente determinable, se necesita su otro esquema estructural, por ejemplo, el que se muestra en la Fig. 2.15, b , donde El montaje de dicho mecanismo se realizará sin apreturas, ya que la alineación de los puntos B y B' será posible moviendo el punto DE en un par cilíndrico.
Es posible una variante del mecanismo (Fig. 2.15, en ) con dos pares esféricos (); En este caso, además demovilidad básicaaparece el mecanismomovilidad local- la capacidad de girar la biela 2 alrededor de su eje sol ; esta movilidad no afecta la ley básica de movimiento del mecanismo e incluso puede ser útil para nivelar el desgaste de las bisagras: biela 2 durante el funcionamiento del mecanismo, puede girar alrededor de su eje debido a las cargas dinámicas. La fórmula de Malyshev confirma que tal mecanismo será estáticamente determinado:
Arroz. 2.15
La forma más sencilla y efectiva de eliminar las conexiones redundantes en los mecanismos de los dispositivos es utilizar un par superior con un punto de contacto en lugar de un enlace con dos pares inferiores; el grado de movilidad del mecanismo plano en este caso no cambia, ya que, según la fórmula de Chebyshev (at):
En la fig. 2.16, a, b, c se da un ejemplo de eliminación de enlaces redundantes en un mecanismo de leva con un empujador de rodillos que se mueve progresivamente. Mecanismo (Fig. 2.16, a ) - cuatro enlaces (); a excepción de la movilidad principal (rotación de la leva 1
) hay movilidad local (rotación independiente de un rodillo cilíndrico redondo 3
alrededor de su eje) Como consecuencia, . El esquema plano no tiene conexiones redundantes (el mecanismo se ensambla sin interferencias). Si, debido a imprecisiones en la fabricación, el mecanismo se considera espacial, entonces con contacto lineal del rodillo. 3 con leva 1 de acuerdo con la fórmula de Malyshev en , obtenemos, pero bajo ciertas condiciones. Par cinemático cilindro - cilindro (Fig. 2.16, 6
) cuando la rotación relativa de los eslabones es imposible 1 , 3 alrededor del eje z sería un par tripartito. Si tal rotación, debido a imprecisiones en la fabricación, tiene lugar, pero es pequeña, y el contacto lineal se conserva prácticamente (bajo carga, el parche de contacto tiene una forma similar a un rectángulo), entonces esto 
el par cinemático será cuádruple, por lo tanto, y
Figura 2.17
Reduciendo la clase del par más alto usando un rodillo en forma de barril (par de cinco movimientos con contacto puntual, Fig. 2.16, en ), obtenemos para y - el mecanismo es estáticamente determinado. Sin embargo, debe recordarse que el contacto lineal de los eslabones, aunque requiere una mayor precisión de fabricación, le permite transferir cargas mayores que el contacto puntual.
En la figura 2.16, d, e se da otro ejemplo de eliminación de conexiones redundantes en un engranaje de cuatro eslabones (contacto de los dientes de las ruedas 1, 2 y 2, 3 - lineal). En este caso, según la fórmula de Chebyshev, - el esquema plano no tiene conexiones redundantes; según la fórmula de Malyshev, el mecanismo es estáticamente indeterminado, por lo tanto, se requerirá una alta precisión de fabricación, en particular, para garantizar el paralelismo de los ejes geométricos de las tres ruedas.
Reemplazo de dientes locos 2 en forma de barril (Fig. 2.16, d ), obtenemos un mecanismo estáticamente determinado.
1.2.1. Condiciones para la existencia de pares cinemáticos
Los pares cinemáticos (PK) determinan en gran medida el rendimiento de la máquina, ya que a través de ellos se transmiten fuerzas de un eslabón a otro. Debido a la fricción, los elementos del par se encuentran en un estado de tensión y están sujetos a desgaste. Por ello, a la hora de diseñar un mecanismo es de gran importancia la correcta elección del tipo de par cinemático, su forma geométrica, dimensiones, materiales estructurales y lubricantes.
Tres condiciones son necesarias para la existencia de un par cinemático:
La presencia de dos enlaces;
La posibilidad de su movimiento relativo;
El contacto constante de estos enlaces.
Para facilitar la elección correcta de un par cinemático, se clasifican según el número de condiciones de conexión, según el tipo de movimiento relativo de los eslabones, según la naturaleza del contacto de los elementos de los pares cinemáticos y la método de cerrar el par.
1.2.2. Clasificación de pares cinemáticos
dependiendo del número de condiciones de comunicación
Un cuerpo rígido que se mueve libremente en el espacio tiene 6 grados de libertad. Sus posibles movimientos se pueden representar como rotación alrededor de tres ejes de coordenadas y movimiento de traslación a lo largo de los mismos ejes (Fig. 2).
Arroz. 2 . El número de grados de libertad de cualquier cuerpo en el espacio.
Los eslabones conectados por pares cinemáticos reciben, en mayor o menor grado, restricciones en su movimiento relativo.
Las restricciones impuestas a los movimientos independientes de los eslabones que forman un par cinemático se denominan condiciones de conexión. S.
H = 6 – S ,
dónde H es el número de grados de libertad de los enlaces;
S es el número de condiciones de conexión.
Si el enlace no está incluido en el par cinemático, es decir, no está conectado a otro enlace, entonces no tiene restricciones de movimiento: S= 0.
Si se imponen 6 condiciones de conexión a los cuerpos materiales, perderán su movilidad mutua y resultará una conexión rígida, es decir, no habrá par cinemático: S = 6.
Así, el número de condiciones de comunicación impuestas al movimiento relativo de cada enlace puede variar de 1 a 5.
El número de condiciones de conexión para un par cinemático determina su clase (Fig. 3).
Arroz. 3. Clases de pares cinemáticos
1.2.3. Clasificación de pares cinemáticos
por la naturaleza del movimiento relativo de los eslabones
Por la naturaleza del movimiento relativo de los enlaces, se distinguen los pares cinemáticos:
traslacional;
Rotacional;
Tornillo.
Si un eslabón se mueve progresivamente en relación con el otro, ese par se llama progresivo . En el diagrama, los pares traslacionales se pueden representar de la siguiente manera:
Si los eslabones que forman un par giran entre sí, entonces dicho par cinemático se llama rotacional , y se muestra así:
El símbolo de un par cinemático de tornillo en el diagrama es el siguiente:
1.2.4. Clasificación de pares cinemáticos
por la naturaleza del contacto de los elementos del par
Según la naturaleza del contacto de los elementos de los pares cinemáticos, se distinguen los pares inferior y superior.
Pares cinemáticos inferiores son pares en los que los elementos se tocan a lo largo de superficies de dimensiones finitas.
Estos incluyen: pares de traslación (Fig. 4), de rotación (Fig. 5) y de tornillo (Fig. 6). Los pares inferiores son reversibles, es decir, la naturaleza del movimiento no cambia dependiendo de qué eslabón incluido en el par sea fijo.
Arroz. 4. Par cinemático traslacional
Pares cinemáticos superiores son pares cuyos elementos se tocan a lo largo de una línea o en un punto (Fig. 7).
a) 
b) 
Arroz. 7. Mecanismos con mayor par cinemático:
a) contacto a lo largo de una línea o en un punto (leva con un empujador);
b) dos dientes están en contacto en una línea (engranaje)
Los pares superiores son irreversibles. Los puntos de contacto describen diferentes curvas según el eslabón fijo del par.
1.2.5. Clasificación de los pares cinemáticos según el método de cierre
Según el método de cierre (asegurando el contacto de los eslabones del par), los pares cinemáticos se distinguen con cierres de potencia y geométricos.
El cierre de potencia ocurre debido a la acción de fuerzas de peso o elasticidad del resorte (Fig. 8); geométrico - debido al diseño de las superficies de trabajo del par (Fig. 9).
Arroz. 8. Cierre de potencia de un par cinemático
Arroz. 9. Cierre geométrico de un par cinemático
Los principales tipos de mecanismos.
Se ha adoptado la siguiente clasificación de mecanismos:
a) por tipo de transformación de movimiento:
Reductores (la velocidad angular del eslabón conductor es mayor que la velocidad angular del eslabón conducido);
Multiplicadores (la velocidad angular del eslabón principal es menor que la velocidad angular del eslabón impulsado);
Acoplamientos (la velocidad angular del eslabón conductor es igual a la velocidad angular del eslabón conducido).
b) según el movimiento y disposición de los eslabones en el espacio:
Espacial (todos los enlaces se mueven en diferentes planos no paralelos);
Plano (todos los eslabones se mueven en el mismo plano).
en) según el número de grados de libertad del mecanismo:
Con un grado de movilidad;
Con varios grados de movilidad (integral - sumador, diferencial - separador).
GRAMO) por tipo de pares cinemáticos:
Con pares cinemáticos inferiores (todos los pares cinemáticos del mecanismo son inferiores);
Con pares cinemáticos más altos (al menos un par cinemático es más alto).
Clasificación de pares cinemáticos. Hay varias clasificaciones de pares cinemáticos.
Hay varias clasificaciones de pares cinemáticos. Consideremos algunos de ellos.
Por elementos de la conexión de enlaces:
- más alto(están disponibles, por ejemplo, en mecanismos de engranajes y levas); en ellos, los enlaces están conectados entre sí a lo largo de una línea o en un punto:
- más bajo, en ellos la conexión de enlaces entre sí ocurre a lo largo de la superficie; están:
- rotacional
- traslacional
– cilíndrico
– esférico
Por el número de conexiones:
El cuerpo, estando en el espacio (en el sistema de coordenadas cartesianas X, Y, Z.) tiene 6 grados de libertad, es decir, para moverse a lo largo de cada uno de los tres ejes X, Y y Z, así como rotar alrededor de cada eje (Fig. 1.2). Si un cuerpo (enlace) forma un par cinemático con otro cuerpo (enlace), entonces pierde uno o más de estos 6 grados de libertad.
Según el número de grados de libertad perdidos por el cuerpo (enlace), los pares cinemáticos se dividen en 5 clases. Por ejemplo, si los cuerpos (eslabones) que formaban un par cinemático perdieron 5 grados de libertad cada uno, este par se llama par cinemático de 5ª clase. Si se pierden 4 grados de libertad - la 4ta clase, etc. En la fig. 1.2.
Arroz. 1.2. Ejemplos de pares cinemáticos de varias clases
Según la característica estructural y constructiva, los pares cinemáticos se pueden dividir en:
- rotacional
- progresivo
- esférico,
– cilíndrico
Cadena cinemática.
Se forman varios enlaces interconectados por pares cinemáticos cadena cinemática.
Las cadenas cinemáticas son:
cerrado
abierto
A de la cadena cinemática conseguir equipo, necesario:
a) hacer un enlace inamovible - formar un marco (bastidor),
b) establecer la ley de movimiento para uno o varios eslabones (hacer que sean líderes) de tal manera que todos los demás eslabones funcionen requerido movimientos con propósito.
Número de grados de libertad del mecanismo- este es el número de grados de libertad de toda la cadena cinemática con respecto al eslabón fijo (cremallera).
Para espacial cadena cinemática en forma general, condicionalmente denotamos:
número de enlaces en movimiento norte,
el número de grados de libertad de todos estos enlaces es 6n,
número de pares cinemáticos de la 5ª clase - P5,
el número de enlaces impuestos por los pares cinemáticos de 5ª clase sobre los eslabones incluidos en ellos, - 5R 5 ,
número de pares cinemáticos de la 4ª clase - R 4,
el número de enlaces impuestos por pares cinemáticos de 4ª clase sobre los enlaces incluidos en ellos, - 4P 4,
Los eslabones de la cadena cinemática, al formar pares cinemáticos con otros eslabones, pierden algunos de los grados de libertad. El número restante de grados de libertad de la cadena cinemática con respecto a la cremallera se puede calcular mediante la fórmula
Esta es la fórmula estructural de una cadena cinemática espacial, o fórmula de Malyshev. Fue recibido por P.I. Somov en 1887 y desarrollado por A.P. Malishev en 1923.
el valor W llamó el grado de movilidad del mecanismo(si un mecanismo está formado por una cadena cinemática).
Esta fórmula se llama P.L. Chebyshev (1869). Se puede obtener a partir de la fórmula de Malyshev, siempre que en el plano el cuerpo no tenga 6, sino 3 grados de libertad:
W \u003d (6 - 3)n - (5 - 3)P 5 - (4 - 3) P 4.
El valor de W muestra cuántos eslabones impulsores debe tener el mecanismo (si W= 1 - uno, W= 2 - dos enlaces principales, etc.).
1.2. Clasificación de mecanismos
La cantidad de tipos y tipos de mecanismos es de miles, por lo que su clasificación es necesaria para seleccionar uno u otro mecanismo de una gran cantidad de los existentes, así como para sintetizar el mecanismo.
No existe una clasificación universal. Los 3 tipos de clasificación más comunes:
1) funcional/2/ - según el principio del proceso tecnológico, a saber, los mecanismos:
Propulsión de la herramienta de corte;
Suministro de energía, carga, extracción de piezas;
transportación;
2) estructural y constructivo/3/ - prevé la separación de mecanismos tanto por características de diseño como por principios estructurales, a saber, los mecanismos:
Deslizador de manivela;
balancín;
Palanca dentada;
Palanca de leva, etc.
3) estructural- esta clasificación es simple, racional, estrechamente relacionada con la formación del mecanismo, su estructura, métodos de análisis cinemático y de fuerza.
Fue propuesto por L.V. Assur en 1916 y se basa en el principio de construir un mecanismo mediante la superposición (unión) de cadenas cinemáticas (en forma de grupos estructurales) al mecanismo inicial.
Según esta clasificación, cualquier mecanismo puede obtenerse de uno más simple uniendo a este último cadenas cinemáticas con el número de grados de libertad W= 0, que se denominan grupos estructurales o grupos Assur. La desventaja de esta clasificación es el inconveniente de elegir un mecanismo con las propiedades requeridas.
La conexión de dos eslabones contiguos, que permiten su movimiento relativo, se llama par cinemático. En los diagramas, los pares cinemáticos se indican con letras mayúsculas del alfabeto latino.
El conjunto de superficies, líneas y puntos individuales de un eslabón, a lo largo de los cuales puede entrar en contacto con otro eslabón, formando un par cinemático, se denomina Elementos de un par cinemático.
Los pares cinemáticos (KP) se clasifican según los siguientes criterios:
1. Por tipo de punto de contacto (punto de conexión) de las superficies de enlace:
- inferior, en el que el contacto de los eslabones se realiza a lo largo de un plano o superficie de dimensiones finitas (pares deslizantes);
- superiores, en los que el contacto de los eslabones se realiza a lo largo de líneas o puntos (pares que permiten deslizar con rodar).
De los pares planos, los pares cinemáticos más bajos incluyen los de traslación y rotación. (Los pares cinemáticos inferiores le permiten transferir mayores fuerzas, son más avanzados tecnológicamente y se desgastan menos que los pares cinemáticos superiores).
2. Según el movimiento relativo de los eslabones que forman un par:
- rotacional;
- progresivo;
- tornillo;
- plano;
- espacial;
- esférico.
3. Según el método de cierre (asegurando el contacto entre los eslabones del par):
- potencia (Fig. 2) (debido a la acción de fuerzas de peso o elasticidad del resorte);
- geométrico (Fig. 3.) (debido al diseño de las superficies de trabajo del par).
En la fig. 3. se puede observar que en los pares cinemáticos de rotación y traslación, el cierre de los eslabones conectados se realiza geométricamente. En pares cinemáticos "cilindro-plano" y "bola-plano" (ver Tabla 2) por fuerza, es decir debido a la propia masa del cilindro y la bola u otras soluciones de diseño (por ejemplo, en una bisagra esférica, la bola puede presionarse contra la superficie hembra debido a las fuerzas elásticas del resorte introducidas adicionalmente en el diseño de la rótula del carro). Los elementos de un par geométricamente cerrado no se pueden separar entre sí debido a las características de diseño.
4. Según el número de condiciones de comunicación, superpuesta al movimiento relativo de los eslabones ( el número de condiciones de conexión determina la clase del par cinemático );
Según el método de conexión de los enlaces en un par cinemático, el número de condiciones de conexión puede variar de uno a cinco. Por lo tanto, todos los pares cinemáticos se pueden dividir en cinco clases.
5. Según el número de movimientos. en el movimiento relativo de los eslabones (el número de grados de libertad determina el tipo de par cinemático);
Los pares cinemáticos se denotan por P i , donde i =1 - 5 es la clase del par cinemático. (Un par cinemático de quinta clase es un par de primera clase).
La clasificación de los CP según el número de movilidades y el número de bonos se muestra en la Tabla 2.
La tabla muestra algunos tipos de pares cinemáticos de las cinco clases. Las flechas indican los posibles movimientos relativos de los eslabones. Por la forma de los movimientos independientes más simples realizados en pares cinemáticos, se introduce la notación (un par cilíndrico se denota fotovoltaica, esferico VVV etc donde PAGS – progresivo, A – movimiento rotatorio).
Movilidad de un par cinemático. es el número de grados de libertad en el movimiento relativo de sus eslabones. Hay pares cinemáticos de uno, dos, tres, cuatro y cinco movimientos.
Tabla 2. Clasificación de pares cinemáticos
Un solo movimiento ( par clase V) es un par cinemático con un grado de libertad en el movimiento relativo de sus eslabones y cinco condiciones de conexión impuestas. Un par de un solo movimiento puede ser de rotación, traslación o helicoidal.
par rotatorio permite un movimiento relativo de rotación de sus enlaces alrededor del eje X. Los elementos de los enlaces de los pares giratorios entran en contacto a lo largo de la superficie lateral de los cilindros redondos. Por lo tanto, estos pares se encuentran entre los más bajos.
pareja traslacional se denomina par de un solo movimiento que permite el movimiento relativo de traslación rectilíneo de sus enlaces. Los pares traslacionales también son los más bajos, ya que el contacto de los elementos de sus enlaces ocurre a lo largo de las superficies.
par de tornillos se denomina par de un solo movimiento que permite el movimiento relativo helicoidal (de paso constante) de sus eslabones y pertenece al número de pares inferiores.
Cuando se forma un par cinemático, la forma de los elementos de los pares cinemáticos se puede elegir de tal manera que, con un desplazamiento simple independiente, surja otro movimiento derivativo, como, por ejemplo, en un par de tornillos. Estos pares cinemáticos se denominan trayectoria .
Par cinemático de dos movimientos(clase par IV) se caracteriza por dos grados de libertad en el movimiento relativo de sus eslabones y cuatro condiciones de conexión. Dichos pares pueden ser con un movimiento relativo de rotación y uno de traslación de los enlaces, o con dos movimientos de rotación.
El primer tipo es el llamado par cilíndrico, aquellos. el par cinemático más bajo, que permite movimientos relativos rotacionales y oscilatorios (a lo largo del eje de rotación) independientes de sus enlaces.
Un ejemplo de un par del segundo tipo es par esférico con un dedo. Este es el par cerrado geométricamente más bajo que permite la rotación relativa de sus enlaces alrededor de los ejes X e Y.
Par de tres móviles Se denomina par cinemático con tres grados de libertad en el movimiento relativo de sus eslabones, lo que indica la presencia de tres condiciones de conexión impuestas. Según la naturaleza del movimiento relativo de los eslabones, se distinguen tres tipos de pares: con tres movimientos de rotación; con dos movimientos de rotación y uno de traslación; uno rotacional y dos traslacionales.
El principal representante del primer tipo es par esférico. Este es el par cerrado geométricamente más bajo, lo que permite el movimiento relativo esférico de sus enlaces.
El tercer tipo es el llamado par plano , es decir. el par cinemático más bajo, lo que permite el movimiento relativo plano-paralelo de sus enlaces.
Par de cuatro movimientos(par de clase II) es un par cinemático con cuatro grados de libertad en el movimiento relativo de sus enlaces, es decir con dos condiciones de comunicación impuestas. Todas las parejas de cuatro movimientos son las más altas. Un ejemplo es un par que permite dos movimientos de rotación y dos de traslación.
Par de cinco movimientos(par clase I) es un par cinemático con cinco grados de libertad en el movimiento relativo de sus enlaces, es decir con una condición de enlace impuesta. Tal par, compuesto por dos esferas, permite tres movimientos de rotación y dos de traslación y será siempre el más alto.
Conexión cinemática- un par cinemático con más de dos enlaces.