Sidetingimuste arv S	Vabadusastmete arv H	Kinemaatilise paari tähistus	Kinemaatiline paariklass	Paari nimi	Pilt	Sümbol
			ma	Viie liigutatav kuullennuk
			II	Nelja liigutatava silindriga tasapind
			III	Kolmekordselt liigutatav tasapinnaline
			III	Kolmekordselt liigutatav sfääriline
			IV	Kahe liigutatava sõrmega kerakujuline
			IV	Kahe liigutusega silindriline
			V	Ühekordselt liigutatav kruvi
			V	Ühekordselt liigutatav pöörlev
			V	Üksikliikuv translatsioon

Nimetatakse sidemete süsteemi, mis moodustavad omavahel kinemaatilisi paare kinemaatiline ahel.

mehhanism nimetatakse sellist kinemaatilist ahelat, milles ühe või mitme lüli, mida tavaliselt nimetatakse sisendiks või juhtivaks liikumiseks, mis tahes lingi (näiteks nagid) suhtes, sooritavad kõik ülejäänud üheselt määratletud liigutused.

Mehhanismi nimetatakse lamedaks, kui kõik seda moodustavate lülide punktid kirjeldavad paralleelsetes tasandites paiknevaid trajektoore.

Kinemaatiline skeem Mehhanism on mehhanismi graafiline kujutis, mis on kohandatud lülide ja kinemaatikapaaride sümbolite abil. See annab täieliku pildi mehhanismi ülesehitusest ja kinemaatiliseks analüüsiks vajalike linkide mõõtmetest.

Struktuurne skeem mehhanismi saab erinevalt kinemaatilisest diagrammist teostada skaalat jälgimata ja annab aimu ainult mehhanismi ülesehitusest.

Mehhanismi vabadusastmete arv nimetatakse sõltumatute koordinaatide arvuks, mis määravad kõigi linkide asukoha raami suhtes. Kõiki neid koordinaate nimetatakse üldistatud. See tähendab, et mehhanismi vabadusastmete arv on võrdne üldistatud koordinaatide arvuga.

Ruumiliste mehhanismide vabadusastmete arvu määramiseks kasutatakse Somovi-Malõševi struktuurivalemit:

W = 6n - 5p 1 - 4p 2 - 3p 3 - 2p 4 - 1p 5, (1,1)

kus: W - mehhanismi vabadusastmete arv;

n on liikuvate linkide arv;

p 1, p 2, p 3, p 4, p 5 - vastavalt ühe-, kahe-, kolme-, nelja- ja

viieliikuvad kinemaatilised paarid;

6 - üksiku keha vabadusastmete arv ruumis;

5, 4, 3, 2, 1 – vastavalt kehtestatud sidetingimuste arv

ühe-, kahe-, kolme-, nelja- ja viieliikuvatele paaridele.

Lamemehhanismi vabadusastmete arvu määramiseks kasutatakse Tšebõševi struktuurivalemit:

W = 3n - 2p 1, - 1p 2, (1,2)

kus: W on tasapinnalise mehhanismi vabadusastmete arv;

n on liikuvate linkide arv;

p 1 - sees olevate üksikult liikuvate kinemaatikapaaride arv

tasapinnad madalamate kinemaatikapaaride kaupa;

p 2 - kahekordselt liikuvate kinemaatikapaaride arv, mis on tasapinnas

on kõrgeimad;

3 - keha vabadusastmete arv tasapinnal;

2 - madalaima kinemaatika peal olevate sidemete arv

1 on kõrgeimale kinemaatilisele paarile kehtestatud sidemete arv.

Liikuvusaste määrab mehhanismi sisendlinkide arvu. Liikuvusastme arvutamisel, mis võrdub 0 või suurem kui 1, tuleb kontrollida, kas mehhanismil on passiivseid piiranguid või täiendavaid vabadusastmeid.

Somovi-Malõševi ja Tšebõševi valemeid nimetatakse struktuurne, kuna need seovad mehhanismi vabadusastmete arvu selle lülide arvu ning kinemaatikapaaride arvu ja tüübiga.

Nende valemite tuletamisel eeldati, et kõik kattuvad sidemed on sõltumatud, s.t. ühtki neist ei saa teiste tulemusena saada. Mõne mehhanismi puhul ei ole see tingimus täidetud; kattuvate sidemete koguarv võib sisaldada teatud arvu q üleliigseid (korduvaid, passiivseid) sidemeid, mis dubleerivad teisi sidemeid, muutmata mehhanismi liikuvust, vaid muutes selle ainult staatiliselt määramatuks süsteemiks. Sel juhul tuleb Somovi-Malõševi ja Tšebõševi valemite kasutamisel lahutada need korduvad sidemed üksteise peale asetatud sidemete arvust:

W \u003d 6n - (5p 1 + 4p 2 + Zr 3 + 2p 4 + p 5 - q),

W \u003d 3n - (2p 1 + p 2 - q),

kust q \u003d W - 6n + 5p 1 + 4p 2 + Zp 3 + 2p 4 + p 5,

või q \u003d W - 3n + 2p 1 + p 2.

Üldjuhul on viimastes võrrandites kaks tundmatut (W ja q) ning nende leidmine on keeruline ülesanne.

Kuid mõnel juhul võib W leida geomeetriliste kaalutluste põhjal, mis võimaldab meil määrata q viimaste võrrandite abil.

Riis. 1.1 a) Üleliigse vända-liuguri mehhanism

ühendused (kui hingeteljed ei ole paralleelsed).

b) sama mehhanism ilma üleliigsete sidemeteta (asendatud

kinemaatilised paarid B ja C).

ja mehhanism muutub ruumiliseks. Sel juhul annab Somovi-Malõševi valem järgmise tulemuse:

W \u003d 6n - 5p 1, \u003d 6 3-5 4 \u003d -2,

need. selgub, et mitte mehhanism, vaid talu, staatiliselt määramatu. Üleliigsete ühenduste arv on (kuna tegelikkuses W=l): q=l-(-2) = 3.

Liigsed ühendused tuleks enamikul juhtudel kõrvaldada kinemaatiliste paaride liikuvust muutes.

Näiteks vaadeldava mehhanismi (joonis 1.1, b) puhul hinge B asendamine kahe liikuva kinemaatilise paariga (p 2 \u003d 1) ja hinge C kolme liigutavaga (p 3 \u003d 1) , saame:

q = 1 - 6 3 + 5 2 + 4 1 + 3 1 = 0,

need. puuduvad üleliigsed ühendused ja mehhanism on staatiliselt määratav.

Mõnikord lisatakse mehhanismi sihilikult üleliigsed sidemed, näiteks selle jäikuse suurendamiseks. Selliste mehhanismide toimimine on tagatud, kui teatud geomeetrilised suhted on täidetud. Näiteks vaatleme hingedega rööpküliku mehhanismi (joonis 1.2, a), milles AB / / CD, BC / / AD; n = 3, p 1 = 4, W = 1 ja q = 0.

Riis. 1.2. Liigendatud rööpkülik:

a) ilma passiivsete ühendusteta,

b) passiivsete ühendustega

Mehhanismi jäikuse suurendamiseks (joonis 1.2, b) võetakse kasutusele täiendav lüli EF ja EF / / BC-ga uusi geomeetrilisi piiranguid ei kehtestata, mehhanismi liikumine ei muutu ja tegelikkuses on endiselt W = 1 , kuigi Tšebõševi valemi järgi on meil: W = 3 4 – 2 6 = 0, s.o. formaalselt on mehhanism staatiliselt määramatu. Kui aga EF ei ole paralleelne BC-ga, muutub liikumine võimatuks, s.t. W on tõesti 0.

Kooskõlas L.V ideedega. Assura, mis tahes mehhanism moodustatakse järjestikuse ühendamise teel teatud liikumisega mehaanilise süsteemiga (sisendlingid ja hammas) kinemaatilisi ahelaid, mis vastavad tingimusele, et nende liikuvusaste on 0. Sellised ahelad, sealhulgas ainult 5. klass, kutsutakse Assüüria rühmad.

Assuri rühma ei saa jaotada väiksemateks rühmadeks, mille liikuvusaste on null.

Assuri rühmad on jaotatud klassidesse sõltuvalt nende struktuurist.

Sisendlinki, mis moodustab raamiga madalaima kinemaatilise paari, nimetatakse esimese klassi mehhanismiks (joonis 1.3). Selle mehhanismi liikuvusaste on 1.

Joonis 1.3. Esmaklassilised mehhanismid

Assuri grupi mobiilsusaste on 0

Selle tingimuse põhjal saab määrata seose viienda klassi madalamate kinemaatikapaaride arvu ja Assuri rühma kuuluvate linkide arvu vahel.

Seega on ilmne, et lülide arv rühmas peab olema paaris ja viienda klassi paaride arv on alati 3-kordne.

Assuri rühmad jagunevad klassideks ja ordudeks. Kui n=2 ja p 5 =3 liita, moodustuvad teise klassi Assuri rühmad.

Lisaks on rühmad jagatud tellimusteks. Assuri rühma järjestuse määrab elementide (väliste kinemaatiliste paaride) arv, millega rühm on mehhanismi külge kinnitatud.

Teise klassi Assuri gruppe on 5 tüüpi (tabel 1.3).

Teisest kõrgemal asuva Assuri rühma klassi määrab sisemiste kinemaatikapaaride arv, mis moodustavad kõige keerulisema suletud kontuuri.

Kombinatsiooniga n \u003d 4 p 5 \u003d 6 moodustatakse kolmanda ja neljanda klassi Assuri rühmad (tabel 1.3). Need rühmad ei erine liikide lõikes.

Mehhanismi üldklassi määrab antud mehhanismi kuuluvate Assuri rühmade kõrgeim klass.

Mehhanismi struktuuri valem näitab järjekorda, milles Assuri rühmad on esimese klassi mehhanismiga seotud.

Näiteks kui mehhanismi ülesehituse valem on

1 (1) 2 (2,3) 3 (4,5,6,7) ,

siis see tähendab, et teise klassi Assuri rühm, sealhulgas lülid 2 ja 3, ja kolmanda klassi Assuri rühm, sealhulgas lülid 4, 5, 6, 7, on ühendatud esimese klassi mehhanismiga (link 1 koos rack). mehhanism on kolmas klass. Seetõttu on meil kolmanda klassi mehhanism.

Kinemaatiline paar on kahe külgneva lüli liikuv ühendus, mis tagab neile teatud suhtelise liikumise. Kinemaatilise paari elemendid on joonte või punktide pindade kogum, mida mööda toimub kahe lüli liikuv ühendus ja mis moodustavad kinemaatilise paari. Paari eksisteerimiseks peavad selle koostisosade elemendid olema pidevas kontaktis T-ga.

Jagage tööd sotsiaalvõrgustikes

Kui see töö teile ei sobi, on lehe allosas nimekiri sarnastest töödest. Võite kasutada ka otsingunuppu

2. loeng

Olenemata masina mehhanismist koosneb see alati ainult linkidest ja kinemaatilistest paaridest.

Liikuvatele lülidele mehhanismides kehtestatud ühendustingimused, masinate ja mehhanismide teoorias Tavapärane on kutsuda kinemaatilisi paare.

Kinemaatiline paarnimetatakse kahe külgneva lüli liikuvaks ühenduseks, mis tagab neile teatud suhtelise liikumise.

Tabelis. 2.1 näitab praktikas enamlevinud kinemaatikapaaride nimetusi, jooniseid, tähiseid, samuti nende klassifikatsiooni.

Kinemaatiliseks paariks ühendatuna võivad lingid üksteisega kokku puutuda piki pindu, jooni ja punkte.

Kinemaatilise paari elemendidnad nimetavad pindade, joonte või punktide kogumit, mida mööda toimub kahe lüli liikuv ühendus ja mis moodustavad kinemaatilise paari. Sõltuvalt kinemaatiliste paaride elementide kokkupuute tüübist on olemas kõrgemale ja madalamale kinemaatilised paarid.

Nimetatakse kinemaatilisi paare, mis on moodustatud sirge või punkti kujul olevate elementidega kõrgem.

Pinnakujuliste elementide poolt moodustatud kinemaatilisi paare nimetatakse madalam.

Paari eksisteerimiseks peavad selle moodustavate lülide elemendid olema pidevas kontaktis, s.t. olla suletud. Kinemaatiliste paaride sulgemine võib ollageomeetriliselt või jõuliselt, Näiteks oma massi, vedrude jne abil.

Kinemaatiliste paaride tugevus, kulumiskindlus ja vastupidavus sõltuvad nende tüübist ja konstruktsioonist. Madalamad paarid on kulumiskindlamad kui kõrgemad. Seda seletatakse asjaoluga, et madalamates paarides toimub paaride elementide kokkupuude piki pinda ja seetõttu tekivad selles sama koormuse korral madalamad erirõhud kui kõrgemal. Kulumine, ceteris paribus, on võrdeline erirõhuga ja seetõttu kuluvad madalamad Paarid aeglasemalt kui kõrgemad. Seetõttu on masinate kulumise vähendamiseks eelistatav kasutada madalamaid paare, kuid sageli võimaldab kõrgemate kinemaatikapaaride kasutamine oluliselt lihtsustada masinate ehitusskeeme, mis vähendab nende mõõtmeid ja lihtsustab konstruktsiooni. Seetõttu on kinemaatikapaaride õige valik keeruline inseneriprobleem.

Kinemaatilised paarid jagatakse kavabadusastmete arv(liikuvus), mille ta teeb kättesaadavaks selle kaudu ühendatud linkidele võilinkimistingimuste arv(paariklass), paari poolt pealesunnitud ühendatud lülide suhtelisele liikumisele. Sellise klassifikatsiooni kasutamisel saavad masinaarendajad teavet lülide võimalike suhteliste liikumiste ja paari elementide vahelise jõutegurite vastasmõju olemuse kohta.

Tasuta link, mis on üldjuhul in M - mõõtmete ruum, võimaldades P kõige lihtsamate liigutuste tüübid, omab mitmeid vabadusastmeid! ( H) või W - liigutatav.

Seega, kui link on kolmemõõtmelises ruumis, võimaldab kuut tüüpi lihtsaid liigutusi – kolm pöörlevat ja kolm translatsioonilist ümber ja piki telge X, V, Z , siis ütleme, et sellel on kuus vabadusastet või kuus üldistatud koordinaati või see on kuue liigutatav. Kui link on kahemõõtmelises ruumis, mis võimaldab kolme tüüpi lihtsaid liigutusi – üks pööre ümber Z ja kaks translatsiooni piki telge X ja Y , siis nad ütlevad, et sellel on kolm vabadusastet või kolm üldistatud koordinaati, või see on kolme liigutatav jne.

Tabel 2.1

Kui linke kombineerida kinemaatilisi paare kasutades, kaotavad nad oma vabadusastmed. See tähendab, et kinemaatilised paarid panevad lülidele peale, mida nad numbriga ühendavad S.

Sõltuvalt vabadusastmete arvust, mis kinemaatiliseks paariks ühendatud lülidel on suhtelises liikumises, määrake paari liikuvus ( W = H ). Kui H on suhtelises liikumises kinemaatilise paari lülide vabadusastmete arv, juurde paari liikuvus määratakse järgmiselt:

kus P - selle ruumi liikuvus, kus vaadeldav paar eksisteerib; S - paari poolt kehtestatud võlakirjade arv.

Tuleb märkida, et paari liikuvus W , mis on määratletud punktiga (2.1), ei sõltu ruumi tüübist, kus seda rakendatakse, vaid ainult konstruktsioonist.

Näiteks pöörlev (translatsiooniline) (vt tabel 2.1) paar, nii kuue kui ka kolme liigutatavas ruumis, jääb siiski ühe liigutatavaks, esimesel juhul rakendatakse sellele 5 sidet ja teisel juhul - 2 võlakirja ja seega on meil vastavalt:

kuue liigutatava ruumi jaoks:

kolme liigutatava ruumi jaoks:

Nagu näete, ei sõltu kinemaatiliste paaride liikuvus ruumi omadustest, mis on selle klassifikatsiooni eelis. Vastupidi, kinemaatikapaaride sage jagamine klassideks kannatab selle tõttu, et paari klass sõltub ruumi karakteristikutest, mis tähendab, et samal paaril erinevates ruumides on erinev klass. See on praktilistel eesmärkidel ebamugav, mis tähendab, et selline kinemaatiliste paaride klassifikatsioon on irratsionaalne, seega on parem seda mitte kasutada.

Paari elementidest on võimalik valida selline vorm, nii et ühe iseseisva elementaarliigutusega tekib teine ​​- sõltuv (tuletis). Sellise kinemaatilise paari näiteks on kruvi (tabel 2. 1) . Selles paaris põhjustab kruvi (mutri) pöörlev liikumine selle (tema) translatsioonilise liikumise piki telge. Sellist paari tuleks omistada üksikult liikuvale paarile, kuna selles realiseerub ainult üks iseseisev lihtsaim liikumine.

Kinemaatilised ühendused.

Tabelis toodud kinemaatilised paarid. 2.1, lihtne ja kompaktne. Need rakendavad peaaegu kõiki mehhanismide loomiseks vajalikke linkide kõige lihtsamaid suhtelisi liigutusi. Masinate ja mehhanismide loomisel kasutatakse neid aga harva. See on tingitud asjaolust, et paari moodustavate lülide kokkupuutepunktides tekivad tavaliselt suured hõõrdejõud. See põhjustab paari elementide märkimisväärset kulumist ja seega selle hävimist. Seetõttu asendatakse kinemaatilise paari lihtsaim kahelüliline kinemaatiline ahel sageli pikemate kinemaatiliste ahelatega, mis koos teostavad lülide sama suhtelist liikumist kui asendatav kinemaatiline paar.

Kinemaatilise paari asendamiseks mõeldud kinemaatilist ahelat nimetatakse kinemaatiliseks ühenduseks.

Toome näiteid kinemaatilistest ahelatest, praktikas kõige levinumate pöörlemis-, translatsiooni-, spiraalsete, sfääriliste ja tasapinnaliste kinemaatikapaaride kohta.

Tabelist. 2.1 on näha, et pöörleva kinemaatilise paari lihtsaim analoog on veereelementidega laager. Samamoodi asendavad rulljuhikud lineaarset paari jne.

Kinemaatilised ühendused on töös mugavamad ja töökindlamad, taluvad palju suuremaid jõude (momente) ja võimaldavad mehhanismidel töötada lülide suurel suhtelisel kiirusel.

Peamised mehhanismide tüübid.

Mehhanism Seda võib vaadelda kui kinemaatilise ahela erijuhtumit, kus vähemalt üks lüli on muudetud nagiks ja ülejäänud lülide liikumine on määratud sisendlülide määratud liikumisega.

Mehhanismi esindava kinemaatilise ahela iseloomulikud tunnused on selle lülide liikuvus ja liikumise kindlus raami suhtes.

Mehhanismil võib olla mitu sisend- ja üks väljundlinki, sel juhul nimetatakse seda summeerimismehhanismiks ja vastupidi, üks sisend ja mitu väljundlüli, siis nimetatakse seda diferentseerimismehhanismiks.

Mehhanismid jagunevadjuhikud ja ülekanne.

ülekandemehhanismnimetatakse seadmeks, mis on loodud sisend- ja väljundlinkide liikumiste vahelise etteantud funktsionaalse suhte taasesitamiseks.

juhtmehhanismnad nimetavad mehhanismi, mille puhul ainult liikuvate lülidega kinemaatilisi paare moodustava lüli teatud punkti trajektoor langeb kokku antud kõveraga.

Mõelge peamistele mehhanismide tüüpidele, mis on leidnud tehnoloogias laialdast rakendust.

Nimetatakse mehhanisme, mille lülid moodustavad ainult alumised kinemaatilised paaridliigendhoob. Neid mehhanisme kasutatakse laialdaselt, kuna need on vastupidavad, usaldusväärsed ja hõlpsasti kasutatavad. Selliste mehhanismide peamiseks esindajaks on liigendatud nelilüli (joonis 2.1).

Mehhanismide nimetused määratakse tavaliselt nende sisend- ja väljundlinkide nimetuste või nende koostises sisalduva iseloomuliku lingi järgi.

Sõltuvalt sisend- ja väljundlülide liikumisseadustest võib seda mehhanismi nimetada vänt-kang, topeltvänt, topeltklapp, nookur-vänt.

Liigendiga neljalülitit kasutatakse tööpinkide valmistamisel, instrumentide valmistamisel, aga ka põllumajandus-, toidu-, lumesaha- ja muudel masinatel.

Kui asendame näiteks hingedega neljalülilises pöörlemispaari D , translatsiooniks, siis saame tuntud vänt-liugurmehhanismi (joonis 2.2).

Riis. 2.2. Erinevat tüüpi vända-liuguri mehhanismid:

1 - vänt 2 - ühendusvarras; 3 - liugur

Vänt-liugur (liugur-vänt) mehhanism on leidnud laialdast rakendust kompressorites, pumpades, sisepõlemismootorites ja muudes masinates.

Pöörlemispaari asendamine hingedega neljalülilises lülis FROM translatsiooniks, saame klahvmehhanismi (joonis 2.3).

P-l ja c-l .2.3, saadakse nookurmehhanism hingedega neljalülilisest, asendades selles pöörlevad paarid Saab teha progressiivsetele.

Nookurmehhanismid on leidnud laialdast kasutust höövelmasinates, kuna neil on töö- ja tühikäigu asümmeetria. Tavaliselt on neil pikk töökäik ja kiire tühikäigukäik, mis tagab lõikuri naasmise algsesse asendisse.

Riis. 2.3. Erinevat tüüpi klahvmehhanismid:

1 - vänt; 2 - kivi; 3 - lava taga.

Hingehoova mehhanismid on leidnud suure kasutuse robootikas (joonis 2.4).

Nende mehhanismide eripäraks on see, et neil on suur hulk vabadusastmeid, mis tähendab, et neil on palju ajameid. Sisendlinkide ajamite koordineeritud töö tagab haaratsi liikumise ratsionaalset trajektoori pidi ja etteantud kohta ümbritsevas ruumis.

Laialdane rakendus inseneritöösnukkmehhanismid. Nukkmehhanismide abil on see struktuurselt lihtsaim viis saada peaaegu igasugune ajami lüli liikumine vastavalt antud seadusele,

Praegu on palju erinevaid nukkmehhanisme, millest mõned on näidatud joonisel fig. 2.5.

Nukkmehhanismi väljundlüli vajalik liikumisseadus saavutatakse sisendlülile (nukile) sobiva kuju andmisega. Nukk suudab pöörata (joonis 2.5, a, b ), translatsiooniline (joonis 2.5, c, g ) või keeruline liikumine. Väljundlink, kui see teeb translatiivse liikumise (joonis 2.5, a, sisse ), mida nimetatakse tõukuriks ja kui see kiigutab (joonis 2.5, G ) - rokkar. Hõõrdekadude vähendamiseks kõrgemas kinemaatilises paaris AT kasutage täiendavat ühendusrulli (joonis 2.5, G).

Nukkmehhanisme kasutatakse nii töömasinates kui ka mitmesugustes juhtimisseadmetes.

Väga sageli kasutatakse metallilõikamismasinates, pressides, mitmesugustes instrumentides ja mõõteseadmetes kruvimehhanisme, millest lihtsaim on näidatud joonisel fig. 2.6:

Riis. 2.6 Kruvimehhanism:

1 - kruvi; 2 - pähkel; A, B, C - kinemaatilised paarid

Kruvimehhanisme kasutatakse tavaliselt seal, kus on vaja muuta pöörlev liikumine vastastikku sõltuvaks translatsiooniliikumiseks või vastupidi. Liikumiste vastastikune sõltuvus tehakse kindlaks kruvipaari geomeetriliste parameetrite õige valikuga AT .

Kiil mehhanisme (joonis 2.7) kasutatakse erinevat tüüpi kinnitusseadmetes ja seadmetes, mille puhul on vaja tekitada piiratud sisendjõududega suur väljundjõud. Nende mehhanismide eripäraks on disaini lihtsus ja usaldusväärsus.

Mehhanisme, mille puhul toimub hõõrdejõudude toimel liikumine kontaktis olevate kehade vahel, nimetatakse hõõrdejõuks. Kõige lihtsamad kolme lüliga hõõrdemehhanismid on näidatud joonisel fig. 2.8

Riis. 2.7 Kiilumehhanism:

1, 2 - lingid; L, V, C - kinemaatilised peod.

Riis. 2.8 Hõõrdemehhanismid:

a - paralleelsete telgedega hõõrdemehhanism; b - ristuvate telgedega hõõrdemehhanism; sisse - hammaslatt ja hammasratas hõõrdemehhanism; 1 - sisendrull (ratas);

2 – väljundrull (ratas); 2" - rööp

Tulenevalt asjaolust, et lingid 1 ja 2 üksteise külge kinnitumisel tekib piki nendevahelist kokkupuutejoont hõõrdejõud, mis tõmbab veolüli endaga kaasa 2 .

Hõõrdülekandeid kasutatakse laialdaselt seadmetes, lindiseadmetes, variaatorites (sujuva kiiruse reguleerimisega mehhanismid).

Pöörleva liikumise ülekandmiseks vastavalt etteantud seadusele paralleelsete, ristuvate ja ristuvate telgedega võllide vahel kasutatakse erinevat tüüpi hammasrattaid. mehhanismid . Hammasrataste abil on võimalik liikumist üle kanda nii võllide vahel, millegafikseeritud teljed, nii ka ruumis liikumine.

Ülekandemehhanisme kasutatakse väljundlüli pöörlemissageduse ja -suuna muutmiseks, liigutuste summeerimiseks või eraldamiseks.

Joonisel fig. 2.9 on näidatud fikseeritud telgedega käikude peamised esindajad.

Joonis 2.9. Fikseeritud telgedega käiguajamid:

a - silindriline; b - kooniline; in - end; g - hammas;

1 - käik; 2 - käik; 2 * rööp

Kahest haakuv hammasratast nimetatakse väiksemaks varustus ja palju muud - hammasratas.

Rack on hammasratta erijuhtum, mille kõverusraadius on võrdne lõpmatusega.

Kui käigukastil on liikuvate telgedega hammasrattad, nimetatakse neid planetaarseteks (joonis 2.10):

Planeedülekanded võimaldavad aga võrreldes fikseeritud telje hammasratastega üle kanda suuremat võimsust ja ülekandearvu väiksema käikude arvuga. Neid kasutatakse laialdaselt ka summeerimis- ja diferentsiaalmehhanismide loomisel.

Liikumiste ülekanne ristuvate telgede vahel toimub tiguülekande abil (joonis 2.11).

Tiguülekanne saadakse kruvimutri jõuülekandest, lõigates mutrit pikisuunas ja voltides selle kaks korda üksteisega risti. Tigukäigul on isepidurdusvõime ja see võimaldab ühes etapis realiseerida suuri ülekandearvu.

Riis. 2.11. Ussikäik:

1 - uss, 2 - ussiratas.

Katkendliku liikumisega ülekandemehhanismide hulka kuulub ka Malta ristmehhanism. Joonisel fig. З-Л "2. näitab nelja teraga "Malta risti" mehhanismi.

"Malta risti" mehhanism muudab juhtiva ühtlase pöörlemise - laternaga vända 1 3 "risti" vahelduvasse pöörlemisse 2, latern 3 siseneb ilma löögita "risti" radiaalsesse soonde 2 ja keerab selle nurka, kus z on soonte arv.

Ainult ühes suunas liikumiseks kasutatakse põrkmehhanisme. Joonisel 2.13 on kujutatud põrkmehhanism, mis koosneb nookurist 1, põrkrattast 3 ning käppadest 3 ja 4.

Jalas kiigutades 1 kiik koer 3 annab põrkrattale pöörlemise 2 ainult siis, kui liigutate klahvhooba vastupäeva. Rooli hoidmiseks 2 spontaansest päripäeva pöörlemisest, kui nookur liigub vastu kella, kasutatakse lukustuskäppa 4 .

Malta ja põrkmehhanisme kasutatakse laialdaselt tööpinkides ja instrumentides,

Kui mehaanilist energiat on vaja üle kanda ühest ruumipunktist teise suhteliselt pika vahemaa tagant, siis kasutatakse painduvate lülidega mehhanisme.

Vööd, köied, kettid, niidid, paelad, kuulid jne kasutatakse painduvate lülidena, mis edastavad liikumise ühelt mehhanismilt teisele,

Joonisel fig. 2.14 näitab kõige lihtsama painduva lingiga mehhanismi plokkskeemi.

Painduvate lülidega hammasrattaid kasutatakse laialdaselt masinaehituses, instrumentide valmistamisel ja muudes tööstusharudes.

Eespool on käsitletud kõige tüüpilisemaid lihtsaid mehhanisme. mehhanismid on toodud ka näiteks spetsiaalsetes Kirjandustes, pa-tunnistustes ja teatmeteostes, nagu nt.

Mehhanismide struktuurivalemid.

Erinevate mehhanismide struktuuris (struktuuris) on üldised mustrid, mis seovad vabadusastmete arvu W mehhanism linkide arvu ning selle kinemaatikapaaride arvu ja tüübiga. Neid mustreid nimetatakse mehhanismide struktuurivalemiteks.

Ruumiliste mehhanismide puhul on praegu kõige levinum Malõševi valem, mille tuletamine on järgmine.

Laske sisse mehhanism m lingid (kaasa arvatud hammas), - ühe-, kahe-, kolme-, nelja- ja viieliikuvate paaride arv. Tähistagem liikuvate linkide arvu. Kui kõik liikuvad lülid oleksid vabad kehad, oleks vabadusastmete koguarv 6 n . Siiski iga üksikult liikuv paar V klass paneb paari moodustavate lülide suhtelisele liikumisele 5 sidet, iga kahe liikuv paar IV klass - 4 võlakirja jne. Seetõttu vähendatakse vabadusastmete koguarvu, mis võrdub kuuega, summa võrra

kus on kinemaatilise paari liikuvus, on paaride arv, mille liikuvus on võrdne i . Ühendatud ühenduste koguarv võib sisaldada teatud arvu q üleliigsed (korduvad) ühendused, mis dubleerivad teisi ühendusi, vähendamata mehhanismi mobiilsust, vaid muutes selle ainult staatiliselt määramatuks süsteemiks. Seetõttu määratakse ruumilise mehhanismi vabadusastmete arv, mis on võrdne selle liikuva kinemaatilise ahela vabadusastmete arvuga raami suhtes, järgmise Malõševi valemiga:

või kiirkirjas

(2.2)

juures , mehhanism on staatiliselt määratud süsteem, juures staatiliselt määramatu süsteem.

Üldjuhul on võrrandi (2.2) lahendamine keeruline ülesanne, kuna tundmatust W ja q ; olemasolevad lahendused on keerulised ja neid selles loengus ei käsitleta. Kuid konkreetsel juhul, kui W , mis on võrdne geomeetriliste kaalutluste põhjal leitud mehhanismi üldistatud koordinaatide arvuga, sellest valemist leiate üleliigsete ühenduste arvu (vt Reshetov L. N. Ratsionaalsete mehhanismide kavandamine. M., 1972)

(2.3)

ja lahendada mehhanismi staatilise määratavuse probleem; või teades, et mehhanism on staatiliselt määratud, leida (või kontrollida) W.

Oluline on märkida, et struktuurivalemid ei sisalda linkide suurusi, mistõttu võib mehhanismide struktuurianalüüsis eeldada, et need on suvalised (teatud piirides). Kui üleliigseid ühendusi () pole, toimub mehhanismi kokkupanek ilma lülide deformatsioonita, viimased näivad isereguleeruvat; seetõttu nimetatakse selliseid mehhanisme isejoonduvateks. Kui on olemas üleliigsed ühendused (), on mehhanismi kokkupanek ja selle lülide liikumine võimalik alles siis, kui viimased on deformeerunud.

Üleliigsete ühendusteta lamedate mehhanismide puhul kannab konstruktsioonivalem P. L. Tšebõševi nime, kes pakkus selle esmakordselt välja 1869. aastal pöördepaaride ja ühe vabadusastmega kangmehhanismide jaoks. Praegu laiendatakse Tšebõševi valemit mis tahes lamemehhanismidele ja see tuletatakse liigseid piiranguid arvesse võttes järgmiselt

Laske sisse lame mehhanism, millel on m lüli (kaasa arvatud hammas), - liigutatavate lülide arv, - madalamate paaride arv ja - kõrgemate paaride arv. Kui kõik liikuvad lülid oleksid tasapinnaliselt liikuvad vabad kehad, oleks vabadusastmete koguarv 3 n . Iga madalam paar paneb aga paari moodustavate lülide suhtelisele liikumisele peale kaks sidet, jättes ühe vabadusastme ja iga kõrgem paar ühe sideme, jättes 2 vabadusastet.

Pinnapealsete sidemete arv võib sisaldada teatud arvu üleliigseid (korduvaid) sidemeid, mille kõrvaldamine ei suurenda mehhanismi liikuvust. Järelikult määratakse tasapinnalise mehhanismi vabadusastmete arv, st selle liikuva kinemaatilise ahela vabadusastmete arv raami suhtes, järgmise Tšebõševi valemiga:

(2.4)

Kui on teada, siis siit leiate üleliigsete ühenduste arvu

(2.5)

Indeks "p" tuletab meile meelde, et me räägime täiesti lamedast mehhanismist või täpsemalt selle lameskeemist, kuna valmistamise ebatäpsuste tõttu on lame mehhanism teatud määral ruumiline.

Vastavalt valemitele (2.2)-(2.5) viiakse läbi olemasolevate mehhanismide struktuuranalüüs ja uute mehhanismide struktuurskeemide süntees.

Struktuurianalüüs ja mehhanismide süntees.

Üleliigsete ühenduste mõju masinate jõudlusele ja töökindlusele.

Nagu eespool mainitud, ei saa suvaliste (teatud piirides) lülide suuruste korral koondatud linkidega () mehhanismi kokku panna ilma linke deformeerimata. Seetõttu nõuavad sellised mehhanismid suuremat tootmistäpsust, vastasel juhul deformeeruvad kokkupaneku käigus mehhanismi lülid, mis põhjustab kinemaatiliste paaride ja lülide koormamist oluliste lisajõududega (lisaks neile peamistele välisjõududele, mille jaoks mehhanismi kasutatakse ette nähtud edastamiseks). Ebapiisava täpsusega liigsete lülidega mehhanismi valmistamisel võib hõõrdumine kinemaatilistes paarides oluliselt suureneda ja põhjustada lülide kinnikiilumist, mistõttu sellest vaatenurgast on mehhanismide liigsed lülid ebasoovitavad.

Mis puudutab mehhanismi kinemaatiliste ahelate üleliigseid lülisid, siis masinate projekteerimisel tuleks need kõrvaldada või jätta minimaalseks, kui nende täielik kõrvaldamine osutub konstruktsiooni keerukuse või mõnel muul põhjusel kahjumlikuks. Üldjuhul tuleks otsida optimaalset lahendust, arvestades vajalike tehnoloogiliste seadmete olemasolu, valmistamise maksumust, nõutavat kasutusiga ja masina töökindlust. Seetõttu on see iga konkreetse juhtumi puhul väga raske ülesanne.

Vaatleme näidete abil mehhanismide kinemaatiliste ahelate üleliigsete lülide määramise ja kõrvaldamise metoodikat.

Laske lame nelja lüliga mehhanism nelja üksikult liikuva pöörlemispaariga (joonis 2.15, a ) valmistamise ebatäpsuste tõttu (näiteks telgede mitteparalleelsuse tõttu A ja D ) osutus ruumiliseks. Kinemaatiliste ahelate kokkupanek 4 , 3 , 2 ja eraldi 4 , 1 ei tekita raskusi, vaid punkte B, B' saab asetada teljele X . Küll aga pöördepaari kokku panemiseks AT , moodustatud linkidest 1 ja 2 , on see võimalik ainult koordinaatsüsteemide kombineerimisel Bxyz ja B ' x ' y ' z ' , mis nõuab punkti lineaarset nihkumist (deformatsiooni). B ’ link 2 piki x-telge ja lüli nurkdeformatsioonid 2 ümber x- ja z-telgede (näidatud nooltega). See tähendab, et mehhanismis on kolm üleliigset sidet, mida kinnitab ka valem (2.3): . Selleks, et see ruumiline mehhanism oleks staatiliselt määratav, on vaja selle teist struktuuriskeemi, näiteks joonisel fig. 2.15, b , kus Sellise mehhanismi kokkupanek toimub ilma tiheduseta, kuna punktid on joondatud B ja B' on võimalik punkti liigutamisega FROM silindrilises paaris.

Võimalik on mehhanismi variant (joonis 2.15, sisse ) kahe sfäärilise paariga (); Sel juhul pealepõhiline liikuvusmehhanism ilmubkohalik mobiilsus- ühendusvarda pööramise võimalus 2 ümber oma telje päike ; see liikuvus ei mõjuta mehhanismi põhilist liikumisseadust ja võib olla kasulik isegi hingede kulumise tasandamiseks: ühendusvarras 2 mehhanismi töötamise ajal võib see dünaamiliste koormuste mõjul ümber oma telje pöörata. Malõševi valem kinnitab, et selline mehhanism on staatiliselt kindel:

Riis. 2.15

Lihtsaim ja tõhusaim viis seadmete mehhanismide üleliigsete ühenduste kõrvaldamiseks on kasutada kahe madalama paariga lingi asemel kõrgemat punktkontaktiga paari; lamemehhanismi liikuvuse aste sel juhul ei muutu, kuna Tšebõševi valemi kohaselt (at):

Joonisel fig. 2.16, a, b, c on toodud näide üleliigsete lülide kõrvaldamisest nukkmehhanismis koos järk-järgult liikuva rullitõukuriga. Mehhanism (joonis 2.16, a ) - neljalüliline (); välja arvatud peamine liikuvus (nuki pöörlemine 1 ) on lokaalne liikuvus (ümmarguse silindrilise rulli iseseisev pöörlemine 3 ümber oma telje) Järelikult,. Lameskeemil pole üleliigseid ühendusi (mehhanism on kokku pandud ilma häireteta). Kui tootmise ebatäpsuste tõttu peetakse mehhanismi ruumiliseks, siis rulli lineaarse kontaktiga 3 koos nukiga 1 vastavalt Malõševi valemile kohas , saame, kuid teatud tingimusel. Kinemaatiline paarisilinder - silinder (joon. 2.16, 6 ), kui linkide suhteline pöörlemine on võimatu 1 , 3 ümber z-telje oleks kolmepoolne paar. Kui selline pöörlemine tootmise ebatäpsuste tõttu toimub, kuid on väike ja lineaarne kontakt praktiliselt säilib (koormamisel on kontaktplaaster oma kujuga ristküliku lähedal), siis see

kinemaatiline paar on seega neli liigutatav ja

Joon.2.17

Kõrgeima paari klassi vähendamine tünnikujulise rulli abil (viis liikuv punktkontaktiga paar, joonis 2.16, sisse ), saame jaoks ja - mehhanism on staatiliselt määratud. Siiski tuleb meeles pidada, et lülide lineaarne kontakt, kuigi see nõuab suuremat tootmistäpsust, võimaldab teil üle kanda suuremaid koormusi kui punktkontakt.

Joonisel 2.16 on d, e veel üks näide on toodud üleliigsete ühenduste kõrvaldamiseks nelja lüliga käigul (, rataste hammaste kokkupuude 1, 2 ja 2, 3 - lineaarne). Sel juhul Tšebõševi valemi kohaselt - tasasel skeemil pole üleliigseid ühendusi; Malõševi valemi kohaselt on mehhanism staatiliselt määramatu, seetõttu on eelkõige kõigi kolme ratta geomeetriliste telgede paralleelsuse tagamiseks vaja suurt tootmistäpsust.

Tühikäigu hammaste vahetus 2 tünnikujulisel kujul (joonis 2.16, d ), saame staatiliselt määratud mehhanismi.

1.2.1. Kinemaatiliste paaride olemasolu tingimused

Kinemaatilised paarid (KP) määravad suuresti masina jõudluse, kuna nende kaudu edastatakse jõud ühelt lülilt teisele. Hõõrdumise tõttu on paari elemendid pinges ja kuluvad. Seetõttu on mehhanismi projekteerimisel suur tähtsus kinemaatilise paari tüübi, selle geomeetrilise kuju, mõõtmete, konstruktsioonimaterjalide ja määrdeainete õigel valikul.

Kinemaatilise paari olemasoluks on vaja kolme tingimust:

Kahe lingi olemasolu;

nende suhtelise liikumise võimalus;

Nende linkide pidev kontakt.

Kinemaatilise paari õige valiku hõlbustamiseks klassifitseeritakse need sõltuvalt ühendustingimuste arvust, lülide suhtelise liikumise tüübist, kinemaatiliste paaride elementide kokkupuute olemusest ja paari sulgemise meetod.

1.2.2. Kinemaatiliste paaride klassifikatsioon
olenevalt sidetingimuste arvust

Kosmoses vabalt liikuval jäigal kehal on 6 vabadusastet. Selle võimalikke liikumisi saab kujutada pöörlemisena ümber kolme koordinaattelje ja translatsioonilise liikumisena mööda samu telge (joonis 2).

Riis. 2 . Mis tahes keha vabadusastmete arv ruumis

Kinemaatiliste paaridega ühendatud lingid saavad oma suhtelises liikumises ühel või teisel määral piiranguid.

Kinemaatilise paari moodustavate lülide iseseisvale liikumisele seatud piiranguid nimetatakse ühendustingimusteks S.

H = 6 – S ,

kus H on linkide vabadusastmete arv;

S on ühendustingimuste arv.

Kui link ei sisaldu kinemaatilises paaris, st ei ole ühendatud teise lingiga, pole sellel liikumispiiranguid: S= 0.

Kui materiaalsetele kehadele kehtestada 6 ühendustingimust, kaotavad nad oma vastastikuse liikuvuse ja tulemuseks on jäik ühendus, st kinemaatiline paar puudub: S = 6.

Seega võib iga lingi suhtelisele liikumisele kehtestatud sidetingimuste arv varieeruda vahemikus 1 kuni 5.

Kinemaatilise paari ühendustingimuste arv määrab selle klassi (joonis 3).

Riis. 3. Kinemaatiliste paaride klassid

1.2.3. Kinemaatiliste paaride klassifikatsioon
lülide suhtelise liikumise olemuse järgi

Lingide suhtelise liikumise olemuse järgi eristatakse kinemaatilisi paare:

Tõlkeline;

Rotatsiooniline;

Kruvi.

Kui üks lüli liigub teise suhtes järk-järgult, kutsutakse sellist paari progressiivne . Diagrammil saab translatsioonipaare kujutada järgmiselt:

Kui paari moodustavad lülid pöörlevad üksteise suhtes, siis nimetatakse sellist kinemaatilist paari pöörlev ja see kuvatakse järgmiselt:

Kruvi kinemaatilise paari sümbol diagrammil on järgmine:

1.2.4. Kinemaatiliste paaride klassifikatsioon
paari elementide kokkupuute olemuse järgi

Kinemaatiliste paaride elementide kokkupuute olemuse järgi eristatakse madalamaid ja kõrgemaid paare.

Madalamad kinemaatilised paarid on paarid, milles elemendid puudutavad üksteist mööda lõplike mõõtmetega pindu.

Nende hulka kuuluvad: translatsioonilised (joonis 4), pöörlevad (joonis 5) ja kruvi (joonis 6) paarid. Alumised paarid on pööratavad ehk liikumise iseloom ei muutu sõltuvalt sellest, milline paaris sisalduv lüli on fikseeritud.

Riis. 4. Translatsioonikinemaatiline paar

Kõrgemad kinemaatilised paarid on paarid, mille elemendid puudutavad üksteist piki joont või punktis (joon. 7).

a) b)

Riis. 7. Kõrgema kinemaatilise paariga mehhanismid:

a) kontakt piki joont või punktis (nukk tõukuriga);

b) kaks hammast on joones kontaktis (ülekanne)

Kõrgemad paarid on pöördumatud. Puutepunktid kirjeldavad erinevaid kõveraid olenevalt sellest, milline lüli paaris on fikseeritud.

1.2.5. Kinemaatiliste paaride klassifitseerimine sulgemismeetodi järgi

Sulgemismeetodi järgi (paari lülide kontakti tagamine) eristatakse kinemaatilisi paare jõu- ja geomeetriliste sulgedega.

Jõu sulgemine toimub raskusjõudude või vedru elastsuse mõjul (joonis 8); geomeetriline - paari tööpindade konstruktsiooni tõttu (joon. 9).

Riis. 8. Kinemaatilise paari võimsuse sulgemine

Riis. 9. Kinemaatilise paari geomeetriline sulgemine

Peamised mehhanismide tüübid

Võeti vastu järgmine mehhanismide klassifikatsioon:

a) liikumise teisenduse tüübi järgi:

reduktorid (veolüli nurkkiirus on suurem kui veetava lüli nurkkiirus);

kordajad (juhtlüli nurkkiirus on väiksem kui juhitava lüli nurkkiirus);

Ühendused (veolüli nurkkiirus on võrdne veetava lüli nurkkiirusega).

b) vastavalt lülide liikumisele ja paigutusele ruumis:

Ruumiline (kõik lingid liiguvad erinevatel, mitteparalleelsel tasapinnal);

Lame (kõik lingid liiguvad samas tasapinnas).

sisse) vastavalt mehhanismi vabadusastmete arvule:

Ühe liikuvusastmega;

Mitme liikuvusastmega (integraal - summeerimine, diferentsiaal - eraldamine).

G) kinemaatiliste paaride tüübi järgi:

Madalamate kinemaatiliste paaridega (mehhanismi kõik kinemaatilised paarid on madalamad);

Kõrgemate kinemaatiliste paaridega (vähemalt üks kinemaatiline paar on kõrgem).

Kinemaatiliste paaride klassifikatsioon. Kinemaatiliste paaride klassifikatsioone on mitu

Kinemaatiliste paaride klassifikatsioone on mitu. Vaatleme mõnda neist.

Linkide ühendamise elementide järgi:

- kõrgemale(need on saadaval näiteks käigu- ja nukkmehhanismides); neis on lingid omavahel ühendatud piki joont või punktis:

- madalam, neis toimub sidemete ühendus üksteisega piki pinda; nemad on:

- pöörlev

lamedates mehhanismides

- translatiivne

- silindriline

ruumilistes mehhanismides

- sfääriline

Ühenduste arvu järgi:

Keha, viibides ruumis (Cartesiuse koordinaatsüsteemis X, Y, Z.) on 6 vabadusastet, nimelt liikuda mööda iga kolme telge X, Y ja Z, samuti pöörata ümber iga telje (joonis 1.2). Kui keha (link) moodustab teise kehaga (lüliga) kinemaatilise paari, siis ta kaotab ühe või mitu neist 6 vabadusastmest.

Vastavalt keha kaotatud vabadusastmete arvule (link) jagatakse kinemaatilised paarid 5 klassi. Näiteks kui kinemaatilise paari moodustanud kehad (lingid) kaotasid igaüks 5 vabadusastet, nimetatakse seda paari 5. klassi kinemaatiliseks paariks. Kui kaotatakse 4 vabadusastet - 4. klass jne. Erinevate klasside kinemaatikapaaride näited on näidatud joonisel fig. 1.2.

Riis. 1.2. Erinevate klasside kinemaatikapaaride näited

Struktuurse ja konstruktiivse tunnuse järgi võib kinemaatilised paarid jagada järgmisteks osadeks:

- pöörlev

- progressiivne

- sfääriline,

- silindriline

Kinemaatiline kett.

Moodustuvad mitmed kinemaatikapaaridega omavahel ühendatud lingid kinemaatiline ahel.

Kinemaatilised ahelad on:

suletud

avatud

keeruline

Kinemaatilisest ahelast hankige varustus, vajalik:

a) tehke üks lüli liikumatuks - moodustage raam (rack),

b) seadke ühe või mitme lingi liikumisseadus (muutke need juhtima) nii, et kõik teised lingid toimiksid nõutud sihipärased liigutused.

Mehhanismi vabadusastmete arv- see on kogu kinemaatilise ahela vabadusastmete arv fikseeritud lüli (rack) suhtes.

Sest ruumiline kinemaatiline ahel üldkujul tähistame tinglikult:

liikuvate linkide arv n,

kõigi nende linkide vabadusastmete arv on 6n,

5. klassi kinemaatikapaaride arv - P5,

5. klassi kinemaatiliste paaride poolt neis sisalduvatele linkidele pandud võlakirjade arv, - 5R 5 ,

4. klassi kinemaatikapaaride arv - R 4,

4. klassi kinemaatiliste paaride poolt neis sisalduvatele linkidele pandud võlakirjade arv, - 4P 4,

Kinemaatilise ahela lülid, mis moodustavad kinemaatilisi paare teiste lülidega, kaotavad osa vabadusastmeid. Kinemaatilise ahela ülejäänud vabadusastmete arvu raami suhtes saab arvutada valemiga

W = 6n - 5P 5 - 4P 4 - 3P 3 - 2P 2 - P 1

See on ruumilise kinemaatilise ahela struktuurivalem ehk Malõševi valem. Selle sai P.I. Somov 1887. aastal ja selle töötas välja A.P. Malõšev 1923. aastal.

väärtust W helistas mehhanismi liikuvuse aste(kui kinemaatilisest ahelast moodustatakse mehhanism).

W = 3n - 2P 5 - P 4 Sest tasane kinemaatiline kett ja vastavalt lamemehhanism:

Seda valemit nimetatakse P.L. Tšebõšev (1869). Selle saab Malõševi valemist tingimusel, et tasapinnal on kehal mitte 6, vaid 3 vabadusastet:

W \u003d (6 - 3) n - (5 - 3) P 5 - (4 - 3) P 4.

W väärtus näitab, mitu juhtlüli peaks mehhanismil olema (kui W= 1 - üks, W= 2 – kaks juhtivat linki jne).

1.2. Mehhanismide klassifikatsioon

Mehhanismi tüüpide ja tüüpide arv ulatub tuhandetesse, mistõttu on nende klassifitseerimine vajalik ühe või teise mehhanismi valimiseks suure hulga olemasolevate hulgast, samuti mehhanismi sünteesimiseks.

Universaalset klassifikatsiooni pole. Kõige tavalisemad 3 klassifikatsiooni tüüpi:

1) funktsionaalne/2/ - vastavalt tehnoloogilise protsessi põhimõttele, nimelt mehhanismidele:

Lõikeriista tõukejõud;

Toide, laadimine, osade eemaldamine;

transport;

2) struktuurne ja konstruktiivne/3/ - näeb ette mehhanismide eraldamise nii konstruktsioonitunnuste kui ka ehituspõhimõtete järgi, nimelt mehhanismid:

Vänt-liugur;

jalas;

Kangiga hammastega;

Nukkhoob jne.

3) struktuurne- see klassifikatsioon on lihtne, ratsionaalne, tihedalt seotud mehhanismi kujunemise, selle struktuuri, kinemaatilise ja jõuanalüüsi meetoditega.

Selle pakkus välja L.V. Assur 1916. aastal ja põhineb mehhanismi konstrueerimise põhimõttel kinemaatiliste ahelate (struktuurirühmade kujul) kihistamise (kinnitamisega) algmehhanismile.

Selle klassifikatsiooni järgi saab mis tahes mehhanismi saada lihtsamast, kinnitades viimase külge vabadusastmete arvuga kinemaatilised ahelad W= 0, mida nimetatakse struktuurirühmadeks või Assuri rühmadeks. Selle klassifikatsiooni puuduseks on nõutavate omadustega mehhanismi valimise ebamugavus.

Nimetatakse kahe külgneva lüli seost, mis võimaldab nende suhtelist liikumist kinemaatiline paar. Diagrammidel on kinemaatilisi paare tähistatud ladina tähestiku suurtähtedega.

Lingi pindade, joonte ja üksikute punktide kogumit, mida mööda see võib kokku puutuda teise lüliga, moodustades kinemaatilise paari, nimetatakse kinemaatilise paari elemendid.

Kinemaatilised paarid (KP) klassifitseeritakse järgmiste kriteeriumide alusel:

1. Ühenduspindade kontaktpunkti (ühenduspunkti) tüübi järgi:

- madalam, milles lülide kokkupuude toimub piki piiratud mõõtmetega tasapinda või pinda (libisevad paarid);

- kõrgem, kus lülide kokkupuude toimub mööda jooni või punkte (paarid, mis võimaldavad libisemist veeremisega).

Lamedate paaride hulgas on madalaimad kinemaatilised paarid translatsiooni- ja rotatsioonipaarid. (Madalamad kinemaatilised paarid võimaldavad üle kanda suuremaid jõude, on tehnoloogiliselt arenenumad ja kuluvad vähem kui kõrgemad kinemaatilised paarid).

2. Vastavalt paari moodustavate linkide suhtelisele liikumisele:

- pöörlev;

- progressiivne;

- kruvi;

- tasane;

- ruumiline;

- sfääriline.

3. Vastavalt sulgemismeetodile (kontakti tagamine paari lülide vahel):

- võimsus (joon. 2) (raskusjõudude või vedru elastsuse mõjul);

- geomeetriline (joon. 3.) (paari tööpindade konstruktsiooni tõttu).

Joonisel fig. 3. on näha, et rotatsiooni- ja translatsioonikinemaatilistes paarides toimub ühendatud lülide sulgemine geomeetriliselt. Kinemaatilistes paarides "silinder-tasand" ja "kuulitasand" (vt tabel 2) jõuga, s.o. tänu silindri ja kuuli omamassile või muudele konstruktsioonilahendustele (näiteks sfäärilises hinges saab kuulliigendi konstruktsiooni täiendavalt sisestatud vedru elastsusjõudude tõttu suruda kuuli vastu emapinda autost). Geomeetriliselt suletud paari elemente ei saa disainiomaduste tõttu üksteisest eraldada.

4. Vastavalt suhtlustingimuste arvule, asetatud linkide suhtelisele liikumisele ( ühendustingimuste arv määrab kinemaatilise paari klassi );

Sõltuvalt linkide kinemaatiliseks paariks ühendamise meetodist võib ühendustingimuste arv varieeruda ühest viieni. Seetõttu võib kõik kinemaatilised paarid jagada viide klassi.

5. Vastavalt liigutuste arvule linkide suhtelises liikumises (vabadusastmete arv määrab kinemaatilise paari tüübi);

Kinemaatilised paarid on tähistatud P i , kus i =1 - 5 on kinemaatilise paari klass. (Vienda klassi kinemaatiline paar on esimest tüüpi paar).

CP-de klassifikatsioon mobiilsuste arvu ja võlakirjade arvu järgi on toodud tabelis 2.

Tabelis on näidatud kõigi viie klassi teatud tüüpi kinemaatilisi paare. Nooled näitavad linkide võimalikke suhtelisi liikumisi. Lihtsaimate iseseisvate liikumiste kujul, mis on realiseeritud kinemaatiliste paaridena, viiakse sisse tähistus (tähistatakse silindrilist paari PV, sfääriline VVV jne, kus P – progressiivne, AT – pöörlev liikumine).

Kinemaatilise paari liikuvus on vabadusastmete arv selle lülide suhtelises liikumises. Seal on ühe-, kahe-, kolme-, nelja- ja viieliikuvad kinemaatilised paarid.

Tabel 2. Kinemaatiliste paaride klassifikatsioon

Üksikliikuv ( V klassi paar) on kinemaatiline paar, mille lülide suhtelises liikumises on üks vabadusaste ja viis kehtestatud ühendustingimust. Üksikliikuv paar võib olla pöörlev, translatsiooniline või spiraalne.

Rotary paar võimaldab oma lülide üht pöörlevat suhtelist liikumist ümber X-telje Pöörlemispaaride lülide elemendid puutuvad kokku piki ümarate silindrite külgpinda. Seetõttu on need paarid ühed madalamad.

Tõlkepaar nimetatakse üksikult liikuvaks paariks, mis võimaldab oma lülidel sirgjoonelist-translatsioonilist suhtelist liikumist. Tõlkepaarid on ka kõige madalamad, kuna nende lülide elementide kokkupuude toimub piki pindu.

kruvipaar nimetatakse üksikult liikuvaks paariks, mis võimaldab oma lülide spiraalset (konstantse sammuga) suhtelist liikumist ja kuulub madalamate paaride hulka.

Kinemaatilise paari moodustamisel saab kinemaatiliste paaride elementide kuju valida selliselt, et ühe iseseisva lihtsa nihkega tekib teine ​​tuletusliikumine, nagu näiteks kruvipaari puhul. Selliseid kinemaatilisi paare nimetatakse trajektoor .

Kahe liikumisega kinemaatiline paar(IV klass) iseloomustab kaks vabadusastet selle lülide suhtelises liikumises ja neli ühendustingimust. Sellised paarid võivad olla kas lülide ühe pöörleva ja ühe translatsioonilise suhtelise liikumisega või kahe pöörleva liikumisega.

Esimene tüüp on nn silindriline paar, need. madalaim kinemaatiline paar, mis võimaldab selle lülide sõltumatuid pöörlevaid ja võnkuvaid (piki pöörlemistelge) suhtelisi liikumisi.

Teist tüüpi paari näide on sfääriline paar sõrmega. See on madalaim geomeetriliselt suletud paar, mis võimaldab selle lülide suhtelist pöörlemist ümber X- ja Y-telgede.

Kolme liigutatav paar nimetatakse kinemaatiliseks paariks, mille lülide suhtelises liikumises on kolm vabadusastet, mis näitab kolme pealesurutud ühendustingimuse olemasolu. Sõltuvalt lülide suhtelise liikumise iseloomust eristatakse kolme tüüpi paare: kolme pöörleva liikumisega; kahe pöörleva ja ühe translatsiooniliigutusega; ühe pöörleva ja kahe translatsiooniga.

Esimese tüübi peamine esindaja on sfääriline paar. See on madalaim geomeetriliselt suletud paar, mis võimaldab selle lülide sfäärilist suhtelist liikumist.

Kolmas tüüp on nn tasapinnaline paar , st. madalaim kinemaatiline paar, mis võimaldab selle lülide tasapinnalist paralleelset liikumist.

Neli liikuv paar(II klassi paar) on kinemaatiline paar, mille lülide suhtelises liikumises on neli vabadusastet, s.o. kahe pealesurutud sidetingimusega. Kõik neli liikuvad paarid on kõige kõrgemad. Näiteks on paar, mis võimaldab kahte pöörlevat ja kahte translatsioonilist liikumist.

Viie liikuv paar(I klassi paar) on viie vabadusastmega kinemaatiline paar oma lülide suhtelises liikumises, s.o. ühe kehtestatud lingitingimusega. Selline kahest sfäärist koosnev paar võimaldab kolme pöörlevat ja kahte translatsioonilist liikumist ning on alati kõrgeim.

Kinemaatiline ühendus- kinemaatiline paar, millel on rohkem kui kaks lüli.