Viestintäehtojen määrä S	Vapausasteiden lukumäärä H	Kinemaattinen parin nimitys	Kinemaattinen pariluokka	Parin nimi	Kuva	Symboli
			minä	Viiden liikkuva pallotaso
			II	Neli liikkuva sylinteritaso
			III	Kolmiosainen tasomainen
			III	Kolmiosainen pallomainen
			IV	Kaksiosainen sormella liikkuva pallomainen
			IV	Kaksinkertainen sylinterimäinen
			V	Yksi liikkuva ruuvi
			V	Yksittäinen liikkuva pyörivä
			V	Yksittäinen translaatio

Linkkijärjestelmää, joka muodostaa kinemaattisia pareja keskenään, kutsutaan kinemaattinen ketju.

mekanismi kutsutaan sellaista kinemaattista ketjua, jossa yhden tai useamman linkin tietylle liikkeelle, jota yleensä kutsutaan syötteeksi tai johtavaksi, suhteessa mihin tahansa niistä (esimerkiksi telineisiin), kaikki muut suorittavat yksilöllisesti määriteltyjä liikkeitä.

Mekanismia kutsutaan litteäksi, jos sen muodostavien linkkien kaikki pisteet kuvaavat yhdensuuntaisissa tasoissa olevia lentoratoja.

Kinemaattinen kaava Mekanismi on mekanismin graafinen esitys, joka on tehty mittakaavassa linkkien ja kinemaattisten parien symbolien avulla. Se antaa täydellisen kuvan mekanismin rakenteesta ja kinemaattiseen analyysiin tarvittavien linkkien mitoista.

Rakennesuunnitelma mekanismi, toisin kuin kinemaattinen kaavio, voidaan suorittaa ilman mittakaavaa tarkkailematta ja antaa käsityksen vain mekanismin rakenteesta.

Mekanismin vapausasteiden lukumäärä kutsutaan riippumattomien koordinaattien lukumääräksi, jotka määrittävät kaikkien linkkien sijainnin suhteessa telineeseen. Jokaista näistä koordinaateista kutsutaan yleistetty. Toisin sanoen mekanismin vapausasteiden lukumäärä on yhtä suuri kuin yleistettyjen koordinaattien lukumäärä.

Avaruusmekanismien vapausasteiden lukumäärän määrittämiseksi käytetään Somov-Malyshev-rakennekaavaa:

W = 6n - 5p 1 - 4p 2 - 3p 3 - 2p 4 - 1p 5, (1.1)

missä: W - mekanismin vapausasteiden lukumäärä;

n on liikkuvien linkkien lukumäärä;

p 1, p 2, p 3, p 4, p 5 - vastaavasti yksi-, kaksi-, kolmi-, neljä- ja

viisi liikkuvaa kinemaattista paria;

6 - yksittäisen kappaleen vapausasteiden lukumäärä avaruudessa;

5, 4, 3, 2, 1 - vastaavasti asetettujen viestintäehtojen lukumäärä

yhden, kahden, kolmen, neljän ja viiden liikkuvan parin.

Tasaisen mekanismin vapausasteiden lukumäärän määrittämiseksi käytetään Chebyshev-rakennekaavaa:

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

missä: W on litteän mekanismin vapausasteiden lukumäärä;

n on liikkuvien linkkien lukumäärä;

p 1 - sisällä olevien yksiliikkuvien kinemaattisten parien lukumäärä

tasot alemmilla kinemaattisilla pareilla;

p 2 - tasossa olevien kaksinkertaisesti liikkuvien kinemaattisten parien lukumäärä

ovat korkeimmat;

3 - kehon vapausasteiden lukumäärä tasossa;

2 - alimmalle kinematiikalle asetettujen sidosten lukumäärä

1 on korkeimmalle kinemaattiselle parille asetettujen sidosten lukumäärä.

Liikkuvuusaste määrittää mekanismin tulolinkkien lukumäärän. Laskettaessa liikkuvuusastetta, joka on yhtä suuri kuin 0 tai suurempi kuin 1, on tarpeen tarkistaa, onko mekanismilla passiivisia rajoituksia tai ylimääräisiä vapausasteita.

Somov-Malyshev ja Chebyshev kaavoja kutsutaan rakenteellinen, koska ne yhdistävät mekanismin vapausasteiden lukumäärän sen linkkien lukumäärään sekä kinemaattisten parien lukumäärään ja tyyppiin.

Näitä kaavoja johdettaessa oletettiin, että kaikki päällekkäiset sidokset ovat itsenäisiä, ts. yhtäkään niistä ei voida saada muiden seurauksena. Joissakin mekanismeissa tämä ehto ei täyty; päällekkäisten sidosten kokonaismäärä voi sisältää tietyn määrän q redundantteja (toistuvia, passiivisia) sidoksia, jotka duplikoivat muita sidoksia muuttamatta mekanismin liikkuvuutta, vaan vain muuttaen sen staattisesti määrittelemättömäksi järjestelmäksi. Tässä tapauksessa, kun käytetään Somov-Malyshev- ja Chebyshev-kaavoja, nämä toistuvat sidokset on vähennettävä päällekkäisten sidosten lukumäärästä:

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

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

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

tai q \u003d W - 3n + 2p 1 + p 2.

Yleensä viimeisissä yhtälöissä on kaksi tuntematonta (W ja q), ja niiden löytäminen on vaikea tehtävä.

Joissakin tapauksissa W voidaan kuitenkin löytää geometrisista näkökohdista, mikä antaa meille mahdollisuuden määrittää q käyttämällä viimeisiä yhtälöitä.

Riisi. 1.1 a) Kampi-liukumekanismi redundantilla

liitännät (kun saranoiden akselit eivät ole yhdensuuntaiset).

b) sama mekanismi ilman redundantteja sidoksia (vaihdettu

kinemaattiset parit B ja C).

ja mekanismista tulee tilallinen. Tässä tapauksessa Somov-Malyshev-kaava antaa seuraavan tuloksen:

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

nuo. se ei ole mekanismi, vaan maatila, staattisesti määrittelemätön. Redundanttien yhteyksien määrä on (koska todellisuudessa W=l): q=l-(-2) = 3.

Liialliset yhteydet tulisi useimmissa tapauksissa eliminoida muuttamalla kinemaattisten parien liikkuvuutta.

Esimerkiksi tarkasteltavalle mekanismille (kuva 1.1, b) saranan B korvaaminen kahdella liikkuvalla kinemaattisella parilla (p 2 \u003d 1) ja saranan C korvaaminen kolmiliikkuvalla (p 3 \u003d 1) , saamme:

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

nuo. redundantteja yhteyksiä ei ole, ja mekanismi on staattisesti määritettävissä.

Joskus ylimääräisiä sidoksia lisätään tarkoituksella mekanismin koostumukseen esimerkiksi sen jäykkyyden lisäämiseksi. Tällaisten mekanismien toiminta varmistetaan, kun tietyt geometriset suhteet täyttyvät. Esimerkkinä tarkastellaan saranoidun suunnikkaan mekanismia (kuva 1.2, a), jossa AB / / CD, BC / / AD; n = 3, p 1 = 4, W = 1 ja q = 0.

Riisi. 1.2. Nivelletty suunnikas:

a) ilman passiivisia yhteyksiä,

b) passiivisilla yhteyksillä

Mekanismin jäykkyyden lisäämiseksi (kuva 1.2, b) otetaan käyttöön ylimääräinen linkki EF, ja EF / / BC: llä ei lisätä uusia geometrisia rajoituksia, mekanismin liike ei muutu ja todellisuudessa edelleen W = 1 , vaikka Tšebyševin kaavan mukaan meillä on: W = 3 4 – 2 6 = 0, ts. muodollisesti mekanismi on staattisesti määrittelemätön. Jos EF ei kuitenkaan ole yhdensuuntainen BC:n kanssa, liike muuttuu mahdottomaksi, ts. W on todellakin 0.

L.V.:n ajatusten mukaisesti. Assura, mikä tahansa mekanismi muodostetaan yhdistämällä peräkkäin mekaaniseen järjestelmään tietyllä liikkeellä (tulolinkit ja teline) kinemaattisia ketjuja, jotka täyttävät ehdon, että niiden liikkuvuusaste on 0. Tällaiset ketjut, mukaan lukien vain 5.:n alimmat kinemaattiset parit luokka, kutsutaan Assyrialaiset ryhmät.

Assur-ryhmää ei voida hajottaa pienempiin ryhmiin, joiden liikkuvuus on nolla.

Assur-ryhmät on jaettu luokkiin rakenteensa mukaan.

Tulolinkkiä, joka muodostaa alimman kinemaattisen parin telineen kanssa, kutsutaan ensimmäisen luokan mekanismiksi (kuva 1.3). Tämän mekanismin liikkuvuusaste on 1.

Kuva 1.3. Ensiluokkaiset mekanismit

Assur-ryhmän liikkuvuusaste on 0

Tästä ehdosta voidaan määrittää suhde viidennen luokan alempien kinemaattisten parien lukumäärän ja Assur-ryhmään kuuluvien linkkien lukumäärän välillä.

Tästä syystä on selvää, että linkkien lukumäärän ryhmässä tulee olla parillinen ja viidennen luokan parien määrä on aina 3:n kerrannainen.

Assur-ryhmät on jaettu luokkiin ja luokkiin. Kun n=2 ja p 5 =3 yhdistetään, muodostuu toisen luokan Assur-ryhmiä.

Lisäksi ryhmät on jaettu tilauksiin. Assur-ryhmän järjestys määräytyy elementtien (ulkoisten kinemaattisten parien) lukumäärän mukaan, joilla ryhmä on kiinnitetty mekanismiin.

Toisen luokan Assur-ryhmiä on 5 tyyppiä (taulukko 1.3).

Toisen yläpuolella olevan Assur-ryhmän luokka määräytyy monimutkaisimman suljetun ääriviivan muodostavien sisäisten kinemaattisten parien lukumäärän mukaan.

Yhdistelmällä n \u003d 4 p 5 \u003d 6 muodostetaan kolmannen ja neljännen luokan Assur-ryhmät (taulukko 1.3). Nämä ryhmät eivät eroa lajeittain.

Mekanismin yleisluokka määräytyy kyseiseen mekanismiin kuuluvien Assur-ryhmien korkeimman luokan mukaan.

Mekanismin rakenteen kaava näyttää järjestyksen, jossa Assur-ryhmät on liitetty ensimmäisen luokan mekanismiin.

Esimerkiksi jos mekanismin rakenteen kaava on

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

silloin tämä tarkoittaa, että toisen luokan Assur-ryhmä, mukaan lukien linkit 2 ja 3, ja kolmannen luokan Assur-ryhmä, mukaan lukien linkit 4, 5, 6, 7, on liitetty ensimmäisen luokan mekanismiin (linkki 1 kanssa teline). mekanismi on kolmas luokka. Siksi meillä on kolmannen luokan mekanismi.

Kinemaattinen pari on kahden vierekkäisen linkin liikkuva yhteys, joka tarjoaa niille tietyn suhteellisen liikkeen. Kinemaattisen parin elementit ovat joukko viivojen tai pisteiden pintoja, joita pitkin tapahtuu kahden linkin liikkuva yhteys ja jotka muodostavat kinemaattisen parin. Jotta pari olisi olemassa, sen muodostavien linkkien elementtien on oltava jatkuvassa kosketuksessa T:n kanssa.

Jaa työ sosiaalisessa mediassa

Jos tämä työ ei sovi sinulle, sivun alareunassa on luettelo vastaavista teoksista. Voit myös käyttää hakupainiketta

Luento 2

Olipa koneen mekanismi mikä tahansa, se koostuu aina vain lenkeistä ja kinemaattisista pareista.

Liikkuvien linkkien mekanismeissa asetetut kytkentäehdot, koneiden ja mekanismien teoriassa On tapana kutsua kinemaattisia pareja.

Kinemaattinen parikutsutaan kahden vierekkäisen linkin liikkuvaksi yhteydeksi, joka tarjoaa niille tietyn suhteellisen liikkeen.

Taulukossa. 2.1 näyttää käytännössä yleisimpien kinemaattisten parien nimet, piirustukset, symbolit sekä niiden luokituksen.

Kun linkit yhdistetään kinemaattiseksi pariksi, ne voivat joutua kosketuksiin toistensa kanssa pintoja, viivoja ja pisteitä pitkin.

Kinemaattisen parin elementitne kutsuvat joukoksi pintoja, viivoja tai pisteitä, joita pitkin tapahtuu kahden linkin liikkuva yhteys ja jotka muodostavat kinemaattisen parin. Kinemaattisten parien elementtien kosketustyypistä riippuen niitä on korkeammalle ja matalammalle kinemaattiset parit.

Linjan tai pisteen muotoisista elementeistä muodostettuja kinemaattisia pareja kutsutaan korkeampi.

Pintojen muodossa olevien elementtien muodostamia kinemaattisia pareja kutsutaan alempi.

Jotta pari olisi olemassa, sen muodostavien linkkien elementtien on oltava jatkuvassa kosketuksessa, ts. olla kiinni. Kinemaattisten parien sulkeminen voi ollageometrisesti tai väkisin, Esimerkiksi oman massansa, jousien jne. avulla.

Kinemaattisten parien lujuus, kulutuskestävyys ja kestävyys riippuvat niiden tyypistä ja suunnittelusta. Alemmat parit ovat kulutusta kestävämpiä kuin korkeammat. Tämä selittyy sillä, että alemmissa pareissa parien elementtien kosketus tapahtuu pintaa pitkin, ja siksi samalla kuormituksella siihen syntyy pienempiä ominaispaineita kuin korkeammassa. Kuluminen, ceteris paribus, on verrannollinen ominaispaineeseen, ja siksi alemmat parit kuluvat hitaammin kuin korkeammat. Siksi koneiden kulumisen vähentämiseksi on edullista käyttää pienempiä pareja, mutta usein korkeampien kinemaattisten parien käyttö mahdollistaa koneiden rakennekaavioiden yksinkertaistamisen merkittävästi, mikä pienentää niiden mittoja ja yksinkertaistaa suunnittelua. Siksi kinemaattisten parien oikea valinta on monimutkainen tekninen ongelma.

Kinemaattiset parit jaetaan myösvapausasteiden lukumäärä(liikkuvuus), jonka se asettaa sen kautta liitettyjen linkkien saataville, tailinkkiehtojen määrä(pariluokka), parin määräämä liitettyjen linkkien suhteellinen liike. Tällaista luokittelua käytettäessä konekehittäjät saavat tietoa linkkien mahdollisista suhteellisista liikkeistä ja parin elementtien välisen voimatekijöiden vuorovaikutuksen luonteesta.

Ilmainen linkki, joka on yleensä sisällä M - mittatilaa mahdollistaen P yksinkertaisimmat liikkeet, sillä on useita vapausasteita! ( H) tai W - liikkuva.

Joten jos linkki on kolmiulotteisessa avaruudessa, mahdollistaa kuusi tyyppistä yksinkertaista liikettä - kolme pyörivää ja kolme translaatiota akselien ympäri ja pitkin X, V, Z , silloin sanomme, että sillä on kuusi vapausastetta tai kuusi yleistettyä koordinaattia tai että sillä on kuusi liikkuvaa. Jos linkki on kaksiulotteisessa tilassa, joka mahdollistaa kolmen tyyppiset yksinkertaiset liikkeet - yksi kierto Z ja kaksi translaatiota akseleita pitkin X ja Y , silloin sanotaan, että sillä on kolme vapausastetta tai kolme yleistettyä koordinaattia, tai se on kolmiliikuttava jne.

Taulukko 2.1

Kun linkit yhdistetään kinemaattisten parien avulla, ne menettävät vapausasteensa. Tämä tarkoittaa, että kinemaattiset parit pakottavat linkkeihin, jotka ne yhdistävät numerolla S.

Riippuen kinemaattiseksi pariksi yhdistettyjen linkkien suhteellisessa liikkeessä olevien vapausasteiden lukumäärästä, määritä parin liikkuvuus ( W = H ). Jos H on suhteellisessa liikkeessä olevien kinemaattisen parin linkkien vapausasteiden lukumäärä, kohtaan parin liikkuvuus määritetään seuraavasti:

missä P - sen tilan liikkuvuus, jossa tarkasteltavana oleva pari on; S - parin määräämien joukkovelkakirjojen määrä.

On huomattava, että parin liikkuvuus W , jonka (2.1) määrittelee, ei riipu tilatyypistä, jossa se on toteutettu, vaan ainoastaan ​​rakenteesta.

Esimerkiksi pyörivä (translaatio) (katso taulukko 2.1) pari, sekä kuuden että kolmen liikkuvan tilassa, pysyy edelleen yksiliikkuttavana, ensimmäisessä tapauksessa siihen asetetaan 5 sidosta, ja toisessa tapauksessa - 2 joukkovelkakirjalainaa, joten meillä on vastaavasti:

kuuden liikkuvan tilan osalta:

kolmen liikkuvan tilan osalta:

Kuten näette, kinemaattisten parien liikkuvuus ei riipu avaruuden ominaisuuksista, mikä on tämän luokituksen etu. Päinvastoin, kinemaattisten parien toistuva jakaminen luokkiin kärsii siitä, että parin luokka riippuu avaruuden ominaisuuksista, mikä tarkoittaa, että samalla parilla eri tiloissa on eri luokka. Tämä on epäkäytännöllistä käytännön syistä, mikä tarkoittaa, että tällainen kinemaattisten parien luokittelu on järjetöntä, joten on parempi olla käyttämättä sitä.

On mahdollista valita sellainen muoto parin elementeistä, että yhdellä itsenäisellä alkeisliikkeellä syntyy toinen - riippuvainen (johdannainen). Esimerkki tällaisesta kinemaattisesta parista on ruuvi (taulukko 2. 1) . Tässä parissa ruuvin (mutterin) pyörivä liike aiheuttaa sen (hänen) translaatioliikkeen akselia pitkin. Tällainen pari tulisi katsoa yksiliikkuvaksi, koska siinä toteutuu vain yksi itsenäinen yksinkertaisin liike.

Kinemaattiset yhteydet.

Taulukossa esitetyt kinemaattiset parit. 2.1, yksinkertainen ja kompakti. Ne toteuttavat lähes kaikki yksinkertaisimmat linkkien suhteelliset liikkeet, joita tarvitaan mekanismien luomiseen. Koneita ja mekanismeja luotaessa niitä käytetään kuitenkin harvoin. Tämä johtuu siitä, että suuret kitkavoimat syntyvät yleensä parin muodostavien linkkien kosketuspisteissä. Tämä johtaa parin elementtien huomattavaan kulumiseen ja siten sen tuhoutumiseen. Siksi kinemaattisen parin yksinkertaisin kaksilenkkinen kinemaattinen ketju korvataan usein pidemmillä kinemaattisilla ketjuilla, jotka yhdessä toteuttavat saman linkkien suhteellisen liikkeen kuin korvattava kinemaattinen pari.

Kinemaattista ketjua, joka on suunniteltu korvaamaan kinemaattinen pari, kutsutaan kinemaattiseksi yhteydeksi.

Otetaan esimerkkejä kinemaattisista ketjuista, käytännössä yleisimmille rotaatio-, translaatio-, helikaal-, pallo- ja tasosta tasoon -kinemaattisille pareille.

Taulukosta. 2.1 voidaan nähdä, että pyörivän kinemaattisen parin yksinkertaisin analogi on laakeri vierintäelementeillä. Samoin rullaohjaimet korvaavat lineaarisen parin ja niin edelleen.

Kinemaattiset liitännät ovat kätevämpiä ja luotettavampia käytettäessä, kestävät paljon suurempia voimia (momentteja) ja mahdollistavat mekanismien toiminnan suurilla suhteellisilla nopeuksilla.

Tärkeimmät mekanismien tyypit.

Mekanismi Sitä voidaan pitää kinemaattisen ketjun erikoistapauksena, jossa vähintään yksi lenkki muutetaan telineeksi ja muiden linkkien liike määräytyy tulolinkkien määritellyn liikkeen mukaan.

Mekanismia edustavan kinemaattisen ketjun tunnusomaisia ​​piirteitä ovat sen lenkkien liikkuvuus ja liikkeen varmuus suhteessa telineeseen.

Mekanismilla voi olla useita tulo- ja yksi lähtölinkkejä, jolloin sitä kutsutaan summausmekanismiksi ja päinvastoin yksi tulo- ja useita lähtölinkkejä, silloin sitä kutsutaan differentiaatiomekanismiksi.

Mekanismit on jaettuohjaimet ja vaihteisto.

voimansiirtomekanismikutsutaan laitteeksi, joka on suunniteltu toistamaan tietty toiminnallinen suhde tulo- ja lähtölinkkien liikkeiden välillä.

ohjausmekanismihe kutsuvat mekanismia, jossa kinemaattisia pareja, joissa on vain liikkuvia linkkejä, muodostavan linkin tietyn pisteen liikerata osuu yhteen tietyn käyrän kanssa.

Harkitse päätyyppejä mekanismeista, jotka ovat löytäneet laajan sovelluksen tekniikassa.

Mekanismeja, joiden linkit muodostavat vain alemmat kinemaattiset parit, kutsutaannivelvipu. Näitä mekanismeja käytetään laajalti, koska ne ovat kestäviä, luotettavia ja helppokäyttöisiä. Tällaisten mekanismien pääedustaja on nivelletty nelilenkki (kuva 2.1).

Mekanismien nimet määräytyvät yleensä niiden syöttö- ja lähtölinkkien nimien tai niiden koostumukseen sisältyvän ominaislinkin mukaan.

Tulo- ja lähtölinkkien liikelakeista riippuen tätä mekanismia voidaan kutsua kampi-keinuksi, kaksoiskampiksi, kaksoisvipuksi, keinuvipuksi.

Nivellenkkiä käytetään työstökoneiden valmistuksessa, instrumenttien valmistuksessa sekä maatalous-, elintarvike-, lumiaura- ja muissa koneissa.

Jos vaihdamme esimerkiksi saranoidun nelilenkin pyörivän parin D , translaatioon, niin saadaan hyvin tunnettu kampi-liukumekanismi (kuva 2.2).

Riisi. 2.2. Erityyppiset kampi-liukumekanismit:

1 - kampi 2 - kiertokanki; 3 - liukusäädin

Kampi-liukumekanismi (slider-crank) on löytänyt laajan sovelluksen kompressoreissa, pumpuissa, polttomoottoreissa ja muissa koneissa.

Pyörimisparin vaihtaminen saranoidussa nelilenkissä FROM translaatioon, saadaan keinumekanismi (kuva 2.3).

p:llä ja c:llä .2.3, keinumekanismi saadaan saranoidusta nelilenkistä vaihtamalla siinä olevat kiertoparit Onnistuu progressiivisille.

Keinumekanismit ovat löytäneet laajan sovelluksen höyläkoneissa niiden luontaisen työ- ja joutokäynnin epäsymmetrian ominaisuuden vuoksi. Yleensä niissä on pitkä työisku ja nopea tyhjäkäynti, joka varmistaa leikkurin palautumisen alkuperäiseen asentoonsa.

Riisi. 2.3. Erilaisia ​​keinumekanismeja:

1 - kampi; 2 - kivi; 3 - kulissien takana.

Saranavipumekanismit ovat löytäneet suurta käyttöä robotiikassa (kuva 2.4).

Näiden mekanismien ominaisuus on, että niillä on suuri määrä vapausasteita, mikä tarkoittaa, että niillä on monia asemia. Sisääntulolinkkien käyttöjen koordinoitu toiminta varmistaa tarttujan liikkeen rationaalista liikerataa pitkin tiettyyn paikkaan ympäröivässä tilassa.

Laaja sovellus tekniikassanokkamekanismit. Nokkamekanismien avulla se on rakenteellisesti helpoin tapa saada lähes mikä tahansa käyttölenkin liike tietyn lain mukaan,

Tällä hetkellä on olemassa suuri määrä erilaisia ​​nokkamekanismeja, joista osa on esitetty kuvassa. 2.5.

Nokkamekanismin lähtölinkin välttämätön liikelaki saavutetaan antamalla tulolinkille (nokalle) sopiva muoto. Nokka voi pyörittää (kuva 2.5, a, b ), translaatio (kuva 2.5, c, g ) tai monimutkainen liike. Lähtölinkki, jos se tekee translaatioliikkeen (kuva 2.5, a, sisään ), jota kutsutaan työntimeksi, ja jos keinuttaa (kuva 2.5, G ) - rokkari. Kitkahäviöiden vähentämiseksi korkeammassa kinemaattisessa parissa AT käytä ylimääräistä nivelrullaa (kuva 2.5, G ).

Nokkamekanismeja käytetään sekä työkoneissa että erilaisissa komentolaitteissa.

Hyvin usein metallinleikkauskoneissa, puristimissa, erilaisissa instrumenteissa ja mittalaitteissa käytetään ruuvimekanismeja, joista yksinkertaisin on esitetty kuvassa. 2.6:

Riisi. 2.6 Ruuvimekanismi:

1 - ruuvi; 2 - pähkinä; A, B, C - kinemaattiset parit

Ruuvimekanismeja käytetään yleensä silloin, kun pyörimisliike on tarpeen muuttaa toisistaan ​​riippuvaiseksi translaatioliikkeeksi tai päinvastoin. Liikkeiden keskinäinen riippuvuus saadaan aikaan valitsemalla ruuviparin geometriset parametrit oikein AT .

Kiila Mekanismeja (kuva 2.7) käytetään erilaisissa kiinnityslaitteissa ja laitteissa, joissa vaaditaan suuri ulostulovoima rajoitetuilla syöttövoimilla. Näiden mekanismien erottuva piirre on suunnittelun yksinkertaisuus ja luotettavuus.

Mekanismeja, joissa liikkeen siirto koskettavien kappaleiden välillä tapahtuu kitkavoimien vaikutuksesta, kutsutaan kitkaksi. Yksinkertaisimmat kolmilenkkeiset kitkamekanismit on esitetty kuvassa. 2.8

Riisi. 2.7 Kiilamekanismi:

1, 2 - linkit; L, V, C - kinemaattiset juhlat.

Riisi. 2.8 Kitkamekanismit:

a - kitkamekanismi yhdensuuntaisilla akseleilla; b - kitkamekanismi risteävillä akseleilla; sisään - hammastanko- ja hammaspyöräkitkamekanismi; 1 - syöttörulla (pyörä);

2 – ulostulorulla (pyörä); 2" - kisko

Johtuen siitä, että linkit 1 ja 2 kiinnittyneinä toisiinsa, niiden välistä kosketusviivaa pitkin syntyy kitkavoima, joka vetää vetoa sen mukana 2 .

Kitkavaihteita käytetään laajalti laitteissa, nauha-asemissa, variaattoreissa (mekanismit tasaisella nopeudensäädöllä).

Pyörimisliikkeen siirtämiseksi tietyn lain mukaisesti akselien välillä, joissa on yhdensuuntaiset, leikkaavat ja risteävät akselit, käytetään erilaisia ​​​​vaihteita. mekanismit . Vaihteiden avulla on mahdollista siirtää liikettä molempien akselien välilläkiinteät akselit, niin kanssa liikkuvat avaruudessa.

Vaihteistomekanismeja käytetään lähtölinkin pyörimistaajuuden ja -suunnan muuttamiseen, liikkeiden summaukseen tai erotteluun.

Kuvassa 2.9 näyttää kiinteillä akseleilla varustettujen vaihteiden tärkeimmät edustajat.

Kuva 2.9. Kiinteillä akseleilla varustetut hammaspyörät:

a - sylinterimäinen; b - kartiomainen; in - lopussa; g - teline;

1 - vaihde; 2 - vaihde; 2 * kisko

Pienempi kahdesta ristikkovaihteesta on nimeltään varusteet ja paljon muuta - Hammaspyörä.

Teline on hammaspyörän erikoistapaus, jonka kaarevuussäde on yhtä suuri kuin ääretön.

Jos vaihteistossa on liikkuvilla akseleilla varustettuja vaihteita, niitä kutsutaan planeetoiksi (kuva 2.10):

Planeettavaihteet mahdollistavat kuitenkin suuremman tehon ja välityssuhteiden siirron kiinteään akseliin verrattuna pienemmällä vaihteiden määrällä. Niitä käytetään myös laajasti summaus- ja differentiaalimekanismien luomisessa.

Liikkojen välitys risteävien akselien välillä tapahtuu kierukkavaihteella (kuva 2.11).

Kierukkavaihde saadaan ruuvimutterivaihteistosta leikkaamalla mutteri pituussuunnassa ja taittamalla se kahdesti keskenään kohtisuorassa tasossa. Kierukkavaihteella on itsejarrutusominaisuus ja se mahdollistaa suurten välityssuhteiden toteuttamisen yhdessä vaiheessa.

Riisi. 2.11. Matovaihde:

1 - mato, 2 - matopyörä.

Jaksottaiset vaihteistot sisältävät myös Maltan ristimekanismin. Kuvassa З-Л "2. näyttää neliteräisen "Maltaristin" mekanismin.

"Maltaristin" mekanismi muuntaa johtavan tasaisen kammen 1 jatkuvan pyörimisen lyhdyn kanssa 3 "ristin" ajoittaiseen kiertoon 2, lyhty 3 menee "ristin" radiaaliseen uraan ilman iskua 2 ja kääntää sen kulmaan missä z on urien lukumäärä.

Liikkeen suorittamiseksi vain yhteen suuntaan käytetään räikkämekanismeja. Kuvassa 2.13 on esitetty räikkämekanismi, joka koostuu keinuvivusta 1, räikkäpyörästä 3 ja salpaista 3 ja 4.

Keinua heiluttaessa 1 keinuva koira 3 antaa räikkäpyörän pyörimisen 2 vain kun keinuvipua liikutetaan vastapäivään. Pitelemään pyörää 2 spontaanista myötäpäivään pyörimisestä, kun keinuvipu liikkuu kelloa vasten, käytetään lukitussalpaa 4 .

Maltan ja räikkämekanismeja käytetään laajalti työstökoneissa ja instrumenteissa,

Jos on tarpeen siirtää mekaanista energiaa avaruuden pisteestä toiseen suhteellisen pitkän matkan päähän, käytetään joustavilla linkeillä varustettuja mekanismeja.

Hihnoja, köysiä, ketjuja, lankoja, nauhoja, palloja jne. käytetään joustavina lenkkeinä, jotka välittävät liikkeen mekanismista toiseen,

Kuvassa 2.14 näyttää lohkokaavion yksinkertaisimmasta mekanismista joustavalla linkillä.

Joustavilla lenkillä varustettuja hammaspyöriä käytetään laajalti koneenrakennuksessa, instrumenttien valmistuksessa ja muilla teollisuudenaloilla.

Tyypillisimpiä yksinkertaisia ​​mekanismeja on tarkasteltu edellä. mekanismeja annetaan myös erikoiskirjallisuudessa, pa-sertifikaateissa ja hakuteoksissa, kuten esim.

Mekanismien rakennekaavat.

Erilaisten mekanismien rakenteessa (rakenteessa) on yleisiä malleja, jotka liittyvät vapausasteiden määrään W mekanismi linkkien lukumäärän sekä sen kinemaattisten parien lukumäärän ja tyypin kanssa. Näitä malleja kutsutaan mekanismien rakennekaavoiksi.

Spatiaalisille mekanismeille Malyshevin kaava on tällä hetkellä yleisin, jonka johtaminen on seuraava.

Päästä sisään mekanismi m linkit (mukaan lukien teline), - yhden, kahden, kolmen, neljän ja viiden liikkuvan parin lukumäärä. Merkitään liikkuvien linkkien lukumäärä. Jos kaikki liikkuvat linkit olisivat vapaita kappaleita, vapausasteiden kokonaismäärä olisi 6 n . Kuitenkin jokainen yksittäinen liikkuva pari V luokka määrää parin muodostavien linkkien suhteellisen liikkeen, 5 sidosta, kukin kaksiliikkuva pari IV luokka - 4 joukkovelkakirjalainaa jne. Siksi vapausasteiden kokonaismäärää, joka on kuusi, vähennetään määrällä

missä on kinemaattisen parin liikkuvuus, on niiden parien lukumäärä, joiden liikkuvuus on yhtä suuri kuin i . Päällekkäisten yhteyksien kokonaismäärä voi sisältää tietyn määrän q redundantit (toistuvat) yhteydet, jotka toistavat muita yhteyksiä vähentämättä mekanismin liikkuvuutta, vaan vain muuttaen sen staattisesti määrittelemättömäksi järjestelmäksi. Siksi spatiaalisen mekanismin vapausasteiden lukumäärä, joka on yhtä suuri kuin sen liikkuvan kinemaattisen ketjun vapausasteiden lukumäärä suhteessa telineeseen, määritetään seuraavalla Malyshevin kaavalla:

tai lyhennettynä

(2.2)

klo , mekanismi on staattisesti määrätty järjestelmä, klo , staattisesti määrittelemätön järjestelmä.

Yleisessä tapauksessa yhtälön (2.2) ratkaisu on vaikea ongelma, koska tuntematon W ja q ; käytettävissä olevat ratkaisut ovat monimutkaisia, eikä niitä käsitellä tässä luennossa. Kuitenkin tietyssä tapauksessa, jos W , joka on yhtä suuri kuin geometristen näkökohtien perusteella löydetty mekanismin yleisten koordinaattien lukumäärä, tästä kaavasta löydät redundanttien yhteyksien lukumäärän (katso Reshetov L. N. Rationaalisten mekanismien suunnittelu. M., 1972)

(2.3)

ja ratkaista mekanismin staattisen määritettävyyden ongelma; tai tietäen, että mekanismi on staattisesti määritetty, etsi (tai tarkista) W.

On tärkeää huomata, että rakennekaavat eivät sisällä linkkien kokoja, joten mekanismien rakenneanalyysissä niiden voidaan olettaa olevan mitä tahansa (tietyissä rajoissa). Jos redundantteja liitoksia () ei ole, mekanismin kokoaminen tapahtuu ilman linkkien muodonmuutoksia, jälkimmäiset näyttävät säätyvän itsestään; siksi tällaisia ​​mekanismeja kutsutaan itsekohdistuviksi. Jos on ylimääräisiä liitäntöjä (), mekanismin kokoaminen ja sen lenkkien liike ovat mahdollisia vain, kun jälkimmäiset ovat epämuodostuneet.

Litteille mekanismeille, joissa ei ole redundantteja liitoksia, rakennekaava on P. L. Chebyshev, joka ehdotti sitä ensimmäisen kerran vuonna 1869 vipumekanismeille, joissa on pyörimisparit ja yksi vapausaste. Tällä hetkellä Chebyshev-kaava on laajennettu kaikkiin litteisiin mekanismeihin, ja se johdetaan ottamalla huomioon ylimääräiset rajoitukset seuraavasti

Päästä sisään litteä mekanismi, jossa on m lenkkiä (teline mukaan lukien), - liikkuvien lenkkien lukumäärä, - alempien parien lukumäärä ja - korkeampien parien lukumäärä. Jos kaikki liikkuvat linkit olisivat vapaita kappaleita, jotka tekevät tasoliikettä, vapausasteiden kokonaismäärä olisi yhtä suuri kuin 3 n . Jokainen alempi pari asettaa kuitenkin kaksi sidosta parin muodostavien linkkien suhteelliselle liikkeelle jättäen yhden vapausasteen, ja jokainen korkeampi pari asettaa yhden sidoksen jättäen 2 vapausastetta.

Päällekkäisten sidosten lukumäärä voi sisältää tietyn määrän redundantteja (toistuvia) sidoksia, joiden eliminointi ei lisää mekanismin liikkuvuutta. Näin ollen litteän mekanismin vapausasteiden lukumäärä, eli sen liikkuvan kinemaattisen ketjun vapausasteiden lukumäärä suhteessa telineeseen, määritetään seuraavalla Chebyshev-kaavalla:

(2.4)

Jos tiedossa, täältä löydät redundanttien yhteyksien määrän

(2.5)

Indeksi "p" muistuttaa, että puhumme täysin litteästä mekanismista tai tarkemmin sen litteästä kaaviosta, koska valmistusepätarkkuuksien vuoksi litteä mekanismi on jossain määrin avaruudellinen.

Kaavojen (2.2)-(2.5) mukaan suoritetaan olemassa olevien mekanismien rakenneanalyysi ja synteesi uusien mekanismien rakennekaavioista.

Rakenneanalyysi ja mekanismien synteesi.

Redundanttien yhteyksien vaikutus koneiden suorituskykyyn ja luotettavuuteen.

Kuten edellä mainittiin, mielivaltaisilla (tietyissä rajoissa) linkkien kokoilla mekanismia, jossa on redundantteja lenkkejä () ei voida koota ilman, että linkit muotoutuvat. Siksi tällaiset mekanismit vaativat parempaa valmistustarkkuutta, muuten kokoonpanoprosessin aikana mekanismin lenkit vääristyvät, mikä aiheuttaa kinemaattisten parien ja linkkien kuormitusta merkittävillä lisävoimilla (niiden tärkeimpien ulkoisten voimien lisäksi, joita varten mekanismi on tarkoitettu tarkoitettu lähetettäväksi). Riittämättömällä tarkkuudella mekanismin valmistuksessa, jossa on liiallisia lenkkejä, kitka kinemaattisissa pareissa voi kasvaa suuresti ja johtaa linkkien jumiutumiseen, joten tästä näkökulmasta mekanismien liialliset linkit eivät ole toivottavia.

Mitä tulee mekanismin kinemaattisten ketjujen redundanttisiin linkkeihin, koneita suunniteltaessa ne tulisi poistaa tai jättää minimiin, jos niiden täydellinen poistaminen osoittautuu kannattamattomaksi suunnittelun monimutkaisuuden tai jostain muusta syystä. Yleisesti ottaen optimaalinen ratkaisu tulee etsiä ottaen huomioon tarvittavien teknisten laitteiden saatavuus, valmistuskustannukset, vaadittu käyttöikä ja koneen luotettavuus. Siksi tämä on erittäin vaikea tehtävä kussakin tapauksessa.

Tarkastellaan esimerkkien avulla menetelmää mekanismien kinemaattisten ketjujen redundanttien linkkien määrittämiseksi ja poistamiseksi.

Olkoon litteä nelilenkkimekanismi, jossa on neljä yksittäin liikkuvaa kiertoparia (kuva 2.15, a ) valmistusvirheiden vuoksi (esimerkiksi akselien epäsuhtaisuuden vuoksi A ja D ) osoittautui tilalliseksi. Kinemaattisten ketjujen kokoaminen 4 , 3 , 2 ja erikseen 4 , 1 ei aiheuta vaikeuksia, mutta pisteitä B, B' voidaan sijoittaa akselille X . Kuitenkin koota pyörivä pari AT , muodostettu linkeistä 1 ja 2 , se on mahdollista vain yhdistämällä koordinaattijärjestelmät Bxyz ja B ' x ' y ' z ' , joka edellyttää pisteen lineaarista siirtymää (muodonmuutosta). B ' linkki 2 x-akselia pitkin ja linkin kulmamuodonmuutoksia 2 x- ja z-akselien ympärillä (näkyy nuolilla). Tämä tarkoittaa, että mekanismissa on kolme redundanttia sidosta, minkä vahvistaa myös kaava (2.3): . Jotta tämä spatiaalinen mekanismi olisi staattisesti määritettävissä, tarvitaan sen toinen rakenteellinen kaavio, esimerkiksi kuvassa 1. 2.15, b , jossa Tällaisen mekanismin kokoaminen tapahtuu ilman tiiviyttä, koska pisteiden kohdistus B ja B' on mahdollista siirtämällä pistettä FROM sylinterimäisessä parissa.

Mekanismin muunnelma on mahdollinen (kuva 2.15, sisään ) kahdella pallomaisella parilla (); Tässä tapauksessa paitsiperus liikkuvuusmekanismi ilmestyypaikallista liikkuvuutta- kyky pyörittää kiertokankea 2 akselinsa ympäri aurinko ; tämä liikkuvuus ei vaikuta mekanismin liikkeen peruslakiin ja voi jopa olla hyödyllinen saranoiden kulumisen tasoittamisessa: kiertokanki 2 mekanismin toiminnan aikana se voi pyöriä akselinsa ympäri dynaamisten kuormien vuoksi. Malyshevin kaava vahvistaa, että tällainen mekanismi on staattisesti määrätty:

Riisi. 2.15

Yksinkertaisin ja tehokkain tapa poistaa ylimääräiset kytkennät laitteiden mekanismeista on käyttää korkeampaa paria pistekoskettimella kahden alemman parin linkin sijaan; litteän mekanismin liikkuvuusaste ei tässä tapauksessa muutu, koska Chebyshev-kaavan mukaan (at):

Kuvassa 2.16, a, b, c annetaan esimerkki redundanttien linkkien eliminoimisesta nokkamekanismissa progressiivisesti liikkuvalla rullatyöntimellä. Mekanismi (kuva 2.16, a ) - nelilinkki (); paitsi pääliikkuvuus (nokan pyöriminen 1 ) on paikallinen liikkuvuus (pyöreän lieriömäisen telan itsenäinen pyöriminen 3 akselinsa ympäri) Tämän seurauksena,. Tasaisessa järjestelmässä ei ole redundantteja liitäntöjä (mekanismi on koottu ilman häiriöitä). Jos valmistuksen epätarkkuuksien vuoksi mekanismia pidetään avaruudellisena, niin rullan lineaarisella kosketuksella 3 nokan kanssa 1 Malyshevin kaavan mukaan , saamme, mutta tietyllä ehdolla. Kinemaattinen parisylinteri - sylinteri (kuva 2.16, 6 ), kun linkkien suhteellinen kierto on mahdotonta 1 , 3 z-akselin ympärillä olisi kolmikantapari. Jos tällaista kiertoa valmistuksen epätarkkuuksien vuoksi tapahtuu, mutta se on pieni ja lineaarinen kosketus käytännössä säilyy (kuormituksessa kontaktipaikka on muodoltaan lähellä suorakulmion muotoa), niin tämä

kinemaattinen pari on siten neliliikuinen, ja

Kuva 2.17

Korkeimman parin luokkaa pienennetään käyttämällä piippumaista rullaa (viisi liikkuvaa paria pistekoskettimella, kuva 2.16, sisään ), saamme ja - mekanismi on staattisesti määrätty. On kuitenkin muistettava, että linkkien lineaarinen kosketus, vaikka se vaatii parempaa valmistustarkkuutta, mahdollistaa suurempien kuormien siirtämisen kuin pistekosketus.

Kuvassa 2.16 d, e toinen esimerkki on annettu redundanttien kytkentöjen poistamisesta nelilenkkisessä vaihteessa (, pyörien hampaiden kosketus 1, 2 ja 2, 3 - lineaarinen). Tässä tapauksessa Chebyshev-kaavan mukaan - tasaisessa järjestelmässä ei ole ylimääräisiä yhteyksiä; Malyshevin kaavan mukaan mekanismi on staattisesti määrittelemätön, joten vaaditaan suurta valmistustarkkuutta erityisesti kaikkien kolmen pyörän geometristen akselien yhdensuuntaisuuden varmistamiseksi.

Tyhjäpyörän hampaiden vaihto 2 piippumaisessa (kuva 2.16, d ), saamme staattisesti määrätyn mekanismin.

1.2.1. Edellytykset kinemaattisten parien olemassaololle

Kinemaattiset parit (KP) määräävät suurelta osin koneen suorituskyvyn, koska voimat siirtyvät niiden kautta linkistä toiseen. Kitkan vuoksi parin elementit ovat jännittyneitä ja kuluvat. Siksi mekanismia suunniteltaessa on erittäin tärkeää valita oikea kinemaattisen parin tyyppi, sen geometrinen muoto, mitat, rakennemateriaalit ja voiteluaineet.

Kinemaattisen parin olemassaolo edellyttää kolmea ehtoa:

Kahden linkin läsnäolo;

Niiden suhteellisen liikkumisen mahdollisuus;

Näiden linkkien jatkuva yhteys.

Kinemaattisen parin oikean valinnan helpottamiseksi ne luokitellaan kytkentäehtojen lukumäärän, linkkien suhteellisen liikkeen tyypin, kinemaattisten parien elementtien kosketuksen luonteen ja tapa sulkea pari.

1.2.2. Kinemaattisten parien luokittelu
riippuen viestintäolosuhteiden määrästä

Avaruudessa vapaasti liikkuvalla jäykällä kappaleella on 6 vapausastetta. Sen mahdolliset liikkeet voidaan esittää kiertona kolmen koordinaattiakselin ympäri ja translaatioliikkeenä samoilla akseleilla (kuva 2).

Riisi. 2 . Minkä tahansa kappaleen vapausasteiden lukumäärä avaruudessa

Kinemaattisten parien yhdistämät linkit saavat tavalla tai toisella rajoituksia niiden suhteellisessa liikkeessä.

Kinemaattisen parin muodostavien linkkien itsenäisille liikkeille asetettuja rajoituksia kutsutaan yhteysehdoksi S.

H = 6 – S ,

missä H on linkkien vapausasteiden lukumäärä;

S on yhteysehtojen lukumäärä.

Jos linkki ei sisälly kinemaattiseen pariin, eli se ei ole yhteydessä toiseen linkkiin, sillä ei ole liikerajoituksia: S= 0.

Jos aineellisille kappaleille asetetaan 6 kytkentäehtoa, ne menettävät keskinäisen liikkuvuutensa ja tuloksena on jäykkä yhteys, eli kinemaattista paria ei ole: S = 6.

Siten kunkin linkin suhteelliselle liikkeelle asetettujen tietoliikenneehtojen lukumäärä voi vaihdella 1:stä 5:een.

Kinemaattisen parin kytkentäehtojen lukumäärä määrää sen luokan (kuva 3).

Riisi. 3. Kinemaattisten parien luokat

1.2.3. Kinemaattisten parien luokittelu
linkkien suhteellisen liikkeen luonteen perusteella

Linkkien suhteellisen liikkeen luonteen mukaan kinemaattiset parit erotetaan:

Käännös;

Pyörivä;

Ruuvi.

Jos yksi linkki liikkuu asteittain suhteessa toiseen, sellainen pari kutsutaan progressiivinen . Kaaviossa translaatioparit voidaan kuvata seuraavasti:

Jos parin muodostavat linkit pyörivät suhteessa toisiinsa, niin tällaista kinemaattista paria kutsutaan pyörivä , ja se näkyy näin:

Ruuvikinemaattisen parin symboli kaaviossa on seuraava:

1.2.4. Kinemaattisten parien luokittelu
parin elementtien kosketuksen luonteen mukaan

Kinemaattisten parien elementtien kosketuksen luonteen mukaan erotetaan alemman ja korkeamman parit.

Alemmat kinemaattiset parit ovat pareja, joissa elementit koskettavat toisiaan äärelliskokoisia pintoja pitkin.

Näitä ovat: translaatio (kuva 4), pyörivä (kuva 5) ja ruuvi (kuva 6) parit. Alemmat parit ovat palautuvia, eli liikkeen luonne ei muutu riippuen siitä, mikä pariin kuuluva linkki on kiinteä.

Riisi. 4. Translaatiokinemaattinen pari

Korkeammat kinemaattiset parit ovat pareja, joiden elementit koskettavat toisiaan viivalla tai pisteessä (kuva 7).

a) b)

Riisi. 7. Mekanismit korkeammalla kinemaattisella parilla:

a) kosketus linjaa pitkin tai pisteessä (nokka työntimellä);

b) kaksi hammasta koskettavat linjassa (vaihteisto)

Korkeammat parit ovat peruuttamattomia. Kosketuspisteet kuvaavat erilaisia ​​käyriä riippuen siitä, mikä parin linkki on kiinteä.

1.2.5. Kinemaattisten parien luokittelu sulkemismenetelmän mukaan

Sulkemismenetelmän mukaan (varmistetaan parin linkkien kosketus) kinemaattiset parit erotetaan teho- ja geometrisilla sulkemisilla.

Tehon sulkeutuminen tapahtuu painovoimien vaikutuksesta tai jousen joustavuuden vuoksi (kuva 8); geometrinen - johtuen parin työpintojen suunnittelusta (kuva 9).

Riisi. 8. Kinemaattisen parin tehon sulkeminen

Riisi. 9. Kinemaattisen parin geometrinen sulkeutuminen

Tärkeimmät mekanismien tyypit

Seuraava mekanismien luokittelu on hyväksytty:

a) liikemuunnostyypin mukaan:

Vaimentimet (käyttölenkin kulmanopeus on suurempi kuin käytettävän lenkin kulmanopeus);

kertoimet (etulenkin kulmanopeus on pienempi kuin käytettävän lenkin kulmanopeus);

Kytkimet (käyttölenkin kulmanopeus on yhtä suuri kuin käytettävän lenkin kulmanopeus).

b) avaruudessa olevien linkkien liikkeen ja järjestyksen mukaan:

Spatiaalinen (kaikki linkit liikkuvat eri, ei-rinnakkaisissa tasoissa);

Tasainen (kaikki linkit liikkuvat samassa tasossa).

sisään) mekanismin vapausasteiden lukumäärän mukaan:

Yhdellä liikkuvuusasteella;

Useilla liikkuvuusasteilla (integraali - summaus, erotus - erotus).

G) kinemaattisten parien tyypin mukaan:

Alemmilla kinemaattisilla pareilla (kaikki mekanismin kinemaattiset parit ovat alempia);

Korkeammilla kinemaattisilla pareilla (vähintään yksi kinemaattinen pari on korkeampi).

Kinemaattisten parien luokittelu. Kinemaattisten parien luokituksia on useita

Kinemaattisten parien luokituksia on useita. Tarkastellaanpa joitain niistä.

Linkkien yhdistämisen elementtien mukaan:

- korkeampi(ne ovat saatavilla esimerkiksi vaihde- ja nokkamekanismeissa); niissä linkit ovat yhteydessä toisiinsa linjaa tai pistettä pitkin:

- alempi, niissä linkkien yhteys toisiinsa tapahtuu pintaa pitkin; he ovat:

- pyörivä

litteissä mekanismeissa

- käännös

– lieriömäinen

tilamekanismeissa

- pallomainen

Liitäntöjen lukumäärän mukaan:

Keho, joka on avaruudessa (korteesisessa koordinaattijärjestelmässä X, Y, Z.) on 6 vapausastetta eli liikkua kutakin kolmea akselia pitkin X, Y ja Z, sekä pyörittää kunkin akselin ympäri (kuva 1.2). Jos kappale (linkki) muodostaa kinemaattisen parin toisen kappaleen (linkin) kanssa, se menettää yhden tai useamman näistä kuudesta vapausasteesta.

Kehon menettämien vapausasteiden lukumäärän mukaan (linkki) kinemaattiset parit jaetaan 5 luokkaan. Jos esimerkiksi kappaleet (linkit), jotka muodostivat kinemaattisen parin, menettivät kukin 5 vapausastetta, tätä paria kutsutaan 5. luokan kinemaattiseksi pariksi. Jos 4 vapausastetta menetetään - 4. luokka jne. Esimerkkejä eri luokkien kinemaattisista pareista on esitetty kuvassa. 1.2.

Riisi. 1.2. Esimerkkejä eri luokkien kinemaattisista pareista

Rakenteellisen ja rakentavan ominaisuuden mukaan kinemaattiset parit voidaan jakaa:

- pyörivä

- progressiivinen

- pallomainen,

– lieriömäinen

Kinemaattinen ketju.

Muodostuu useita kinemaattisten parien yhdistämiä linkkejä kinemaattinen ketju.

Kinemaattiset ketjut ovat:

suljettu

avata

monimutkainen

Kinemaattisesta ketjusta hanki varusteet, tarpeen:

a) tee yksi linkki liikkumattomaksi - muodosta kehys (teline),

b) aseta liikelaki yhdelle tai useammalle linkille (tehtävä niistä johtavaksi) siten, että kaikki muut linkit toimivat vaaditaan määrätietoisia liikkeitä.

Mekanismin vapausasteiden lukumäärä- tämä on koko kinemaattisen ketjun vapausasteiden lukumäärä suhteessa kiinteään lenkkiin (teline).

varten tila kinemaattinen ketju yleisessä muodossa, merkitsemme ehdollisesti:

liikkuvien linkkien määrä n,

kaikkien näiden linkkien vapausasteiden lukumäärä on 6n,

5. luokan kinemaattisten parien lukumäärä - P5,

5. luokan kinemaattisten parien niihin sisältyville linkeille asettamien sidosten lukumäärä, - 5R 5 ,

4. luokan kinemaattisten parien lukumäärä - R 4,

4. luokan kinemaattisten parien niihin sisältyville linkeille asettamien sidosten lukumäärä, - 4P 4,

Kinemaattisen ketjun linkit, jotka muodostavat kinemaattisia pareja muiden lenkkien kanssa, menettävät osan vapausasteista. Kinemaattisen ketjun jäljellä olevien vapausasteiden lukumäärä suhteessa telineeseen voidaan laskea kaavalla

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

Tämä on spatiaalisen kinemaattisen ketjun rakennekaava tai Malyshevin kaava. Sen vastaanotti P.I. Somov vuonna 1887 ja sen on kehittänyt A.P. Malyshev vuonna 1923.

arvo W nimeltään mekanismin liikkuvuusaste(jos mekanismi muodostuu kinemaattisesta ketjusta).

W = 3n - 2P 5 - P 4 varten tasainen kinemaattinen ketju ja vastaavasti litteälle mekanismille:

Tätä kaavaa kutsutaan nimellä P.L. Chebyshev (1869). Se voidaan saada Malyshevin kaavasta edellyttäen, että tasossa keholla ei ole 6, vaan 3 vapausastetta:

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

W:n arvo näyttää kuinka monta vetolenkkeä mekanismissa tulisi olla (jos W= 1 - yksi, W= 2 - kaksi johtavaa linkkiä jne.).

1.2. Mekanismien luokittelu

Mekanismien tyyppejä ja tyyppejä on tuhansissa, joten niiden luokittelu on tarpeen, jotta voidaan valita yksi tai toinen mekanismi suuresta määrästä olemassa olevia, sekä syntetisoida mekanismi.

Ei ole olemassa universaalia luokitusta. Yleisimmät 3 luokitustyyppiä:

1) toimiva/2/ - teknologisen prosessin periaatteen mukaan, nimittäin mekanismit:

Leikkaustyökalun käyttövoima;

Virtalähde, lastaus, osien poisto;

kuljetus;

2) rakenteellisia ja rakentavia/3/ - säätää mekanismien erottamisesta sekä suunnitteluominaisuuksien että rakenteellisten periaatteiden mukaan, nimittäin mekanismit:

Kampi-liukusäädin;

rokkari;

Vipu-hammastettu;

Nokkavipu jne.

3) rakenteellinen- tämä luokittelu on yksinkertainen, rationaalinen, liittyy läheisesti mekanismin muodostumiseen, sen rakenteeseen, kinemaattisten ja voimaanalyysien menetelmiin.

Sitä ehdotti L.V. Assur vuonna 1916 ja perustuu periaatteeseen rakentaa mekanismi kerrostamalla (kiinnittämällä) kinemaattisia ketjuja (rakenneryhmien muodossa) alkuperäiseen mekanismiin.

Tämän luokituksen mukaan mikä tahansa mekanismi voidaan saada yksinkertaisemmasta kiinnittämällä jälkimmäiseen kinemaattisia ketjuja vapausasteiden lukumäärällä W= 0, joita kutsutaan rakenneryhmiksi tai Assur-ryhmiksi. Tämän luokituksen haittana on vaikeus valita mekanismi, jolla on vaaditut ominaisuudet.

Kahden vierekkäisen linkin yhdistämistä, joka mahdollistaa niiden suhteellisen liikkumisen, kutsutaan kinemaattinen pari. Kaavioissa kinemaattiset parit on merkitty latinalaisten aakkosten isoilla kirjaimilla.

Linkin pintojen, viivojen ja yksittäisten pisteiden joukko, joita pitkin se voi joutua kosketuksiin toisen linkin kanssa muodostaen kinemaattisen parin, on ns. kinemaattisen parin elementit.

Kinemaattiset parit (KP) luokitellaan seuraavien kriteerien mukaan:

1. Linkkipintojen kosketuspisteen (liitäntäpisteen) tyypin mukaan:

- alempi, jossa linkkien kosketus tapahtuu rajallisten mittojen tasoa tai pintaa pitkin (liukuvat parit);

- korkeampi, jossa linkkien kosketus tapahtuu viivoja tai pisteitä pitkin (parit, jotka mahdollistavat liukumisen vierimisen kanssa).

Tasaisista pareista alimmat kinemaattiset parit sisältävät translaatio- ja rotaatioparit. (Alemmat kinemaattiset parit mahdollistavat suurempien voimien siirtämisen, ovat teknisesti edistyneempiä ja kuluvat vähemmän kuin korkeammat kinemaattiset parit).

2. Parin muodostavien linkkien suhteellisen liikkeen mukaan:

- pyörivä;

- progressiivinen;

- ruuvi;

- tasainen;

- tila;

- pallomainen.

3. Sulkemismenetelmän mukaan (kosketuksen varmistaminen parin linkkien välillä):

- teho (kuva 2) (painovoimien tai jousen joustavuuden vaikutuksesta);

- geometrinen (kuva 3.) (parin työpintojen suunnittelusta johtuen).

Kuvassa 3. voidaan nähdä, että rotaatio- ja translaatiokinemaattisissa pareissa kytkeytyneiden linkkien sulkeminen tapahtuu geometrisesti. Kinemaattisissa pareissa "sylinteri-taso" ja "pallo-taso" (katso taulukko 2) voimalla, ts. sylinterin ja pallon omasta massasta tai muista suunnitteluratkaisuista johtuen (esim. pallomaisessa saranassa pallo voi painua naaraspintaa vasten pallonivelen suunnitteluun lisättyjen jousen elastisten voimien vuoksi autosta). Geometrisesti suljetun parin elementtejä ei voida erottaa toisistaan ​​suunnitteluominaisuuksien vuoksi.

4. Viestintäolosuhteiden lukumäärän mukaan päällekkäin linkkien suhteellisessa liikkeessä ( kytkentäehtojen lukumäärä määrää kinemaattisen parin luokan );

Riippuen siitä, miten linkit yhdistetään kinemaattiseksi pariksi, kytkentäehtojen määrä voi vaihdella yhdestä viiteen. Siksi kaikki kinemaattiset parit voidaan jakaa viiteen luokkaan.

5. Liikkeiden määrän mukaan linkkien suhteellisessa liikkeessä (vapausasteiden lukumäärä määrää kinemaattisen parin tyypin);

Kinemaattisia pareja merkitään P i :llä, missä i =1 - 5 on kinemaattisen parin luokka. (Viidennen luokan kinemaattinen pari on ensimmäisen luokan pari).

CP:iden luokittelu liikkuvuuden ja joukkovelkakirjojen lukumäärän mukaan on esitetty taulukossa 2.

Taulukossa on esitetty joidenkin viiden luokan kinemaattiset parit. Nuolet osoittavat linkkien mahdollisia suhteellisia liikkeitä. Yksinkertaisimpien itsenäisten liikkeiden muodossa, jotka toteutetaan kinemaattisina pareina, otetaan käyttöön merkintä (merkitään lieriömäistä paria PV, pallomainen VVV jne., missä P – progressiivinen, AT – pyörivä liike).

Kinemaattisen parin liikkuvuus on vapausasteiden lukumäärä sen linkkien suhteellisessa liikkeessä. Liikkuvia kinemaattisia pareja on yksi, kaksi, kolme, neljä ja viisi.

Taulukko 2. Kinemaattisten parien luokittelu

Yksittäinen ( luokan V pari) on kinemaattinen pari, jolla on yksi vapausaste linkkien suhteellisessa liikkeessä ja viisi määrättyä yhteysehtoa. Yksittäinen liikkuva pari voi olla pyörivä, translaatio tai kierteinen.

Pyörivä pari mahdollistaa lenkkien yhden pyörivän suhteellisen liikkeen X-akselin ympäri Kiertoparien lenkkien elementit tulevat kosketukseen pyöreiden sylinterien sivupintaa pitkin. Siksi nämä parit ovat alhaisimpia.

Käännös pari kutsutaan yksiliikkuvaksi pariksi, joka sallii linkkiensä suoraviivaisen translaation suhteellisen liikkeen. Translaatioparit ovat myös alhaisimmat, koska niiden linkkien elementtien kosketus tapahtuu pintoja pitkin.

ruuvi pari kutsutaan yksiliikkuvaksi pariksi, joka sallii linkkien kierteisen (vakiovälin) suhteellisen liikkeen ja kuuluu alempien parien määrään.

Kun muodostetaan kinemaattinen pari, kinemaattisten parien elementtien muoto voidaan valita siten, että yhdellä itsenäisellä yksinkertaisella siirtymällä syntyy toinen derivoiva liike, kuten esimerkiksi ruuviparissa. Tällaisia ​​kinemaattisia pareja kutsutaan lentorata .

Kaksiliikkuva kinemaattinen pari(pari IV luokka) on tunnusomaista kaksi vapausastetta sen linkkien suhteellisessa liikkeessä ja neljä kytkentäehtoa. Tällaiset parit voivat olla joko yhdellä kierto- ja translaatioliikenteellä tai kahdella kiertoliikkeellä.

Ensimmäinen tyyppi on ns sylinterimäinen pari, nuo. alin kinemaattinen pari, joka mahdollistaa sen lenkkien riippumattoman pyörivän ja värähtelevän (pyörimisakselin suuntaisen) suhteellisen liikkeen.

Esimerkki toisen tyyppisestä parista on pallomainen pari sormella. Tämä on alin geometrisesti suljettu pari, joka sallii sen linkkien suhteellisen pyörimisen X- ja Y-akselien ympäri.

Kolmen liikkuva pari kutsutaan kinemaattiseksi pariksi, jolla on kolme vapausastetta linkkien suhteellisessa liikkeessä, mikä osoittaa kolmen määrätyn yhteysehdon olemassaolon. Linkkien suhteellisen liikkeen luonteesta riippuen erotetaan kolme tyyppistä paria: kolmella pyörivällä liikkeellä; kahdella pyörivällä ja yhdellä translaatioliikkeellä; yhdellä pyörivällä ja kahdella translaatiolla.

Ensimmäisen tyypin pääedustaja on pallomainen pari. Tämä on alin geometrisesti suljettu pari, joka mahdollistaa sen linkkien pallomaisen suhteellisen liikkeen.

Kolmas tyyppi on ns tasomainen pari , eli alin kinemaattinen pari, joka sallii yhteyksiensä tasossa yhdensuuntaisen suhteellisen liikkeen.

Neliliikkuva pari(luokan II pari) on kinemaattinen pari, jolla on neljä vapausastetta linkkien suhteellisessa liikkeessä, ts. kahdella määrätyllä viestintäehdolla. Kaikki neliliikkuvat parit ovat korkeimpia. Esimerkki on pari, joka mahdollistaa kaksi pyörivää ja kaksi translaatioliikettä.

Viiden liikkuva pari(luokka I pari) on kinemaattinen pari, jolla on viisi vapausastetta linkkien suhteellisessa liikkeessä, ts. yhdellä määrätyllä linkkiehdolla. Tällainen kahdesta pallosta koostuva pari sallii kolme pyörivää ja kaksi translaatioliikettä ja on aina korkein.

Kinemaattinen yhteys- kinemaattinen pari, jossa on enemmän kuin kaksi linkkiä.