การจำแนกคู่จลนศาสตร์ คู่จลนศาสตร์มีหลายประเภท คู่จลนศาสตร์และการเชื่อมต่อ สัญญาณของการจำแนกคู่จลนศาสตร์

หมุน;

ความก้าวหน้า;

สกรู;

ทรงกลม

สัญลักษณ์ของลิงก์และคู่จลนศาสตร์บนไดอะแกรมจลนศาสตร์

รูปแบบจลนศาสตร์ของกลไกคือการแสดงกราฟิกในระดับที่เลือกของตำแหน่งสัมพัทธ์ของลิงก์ที่รวมอยู่ในคู่จลนศาสตร์โดยใช้สัญลักษณ์ตาม GOST 2770-68 ตัวอักษรขนาดใหญ่ของอักษรละตินบนไดอะแกรมระบุจุดศูนย์กลางของบานพับและจุดลักษณะอื่นๆ ทิศทางการเคลื่อนที่ของลิงค์อินพุตจะถูกทำเครื่องหมายด้วยลูกศร แผนภาพจลนศาสตร์ต้องมีพารามิเตอร์ทั้งหมดที่จำเป็นสำหรับการศึกษาจลนศาสตร์ของกลไก: ขนาดของลิงก์ จำนวนฟันเฟือง โปรไฟล์ขององค์ประกอบของคู่จลนศาสตร์ที่สูงกว่า สเกลของวงจรมีลักษณะตามความยาวสเกลแฟคเตอร์ Kl ซึ่งเท่ากับอัตราส่วนของความยาว AB l ของลิงค์เป็นเมตรต่อความยาวของเซ็กเมนต์ AB ที่แสดงลิงก์นี้ในแผนภาพ หน่วยเป็นมิลลิเมตร: Kl = l AB / AB

สาระสำคัญของรูปแบบจลนศาสตร์คือแบบจำลองที่ถูกแทนที่ด้วยกลไกที่แท้จริงในการแก้ปัญหาของการวิเคราะห์เชิงโครงสร้างและจลนศาสตร์ เราสังเกตสมมติฐานหลักที่บอกเป็นนัยในแผนผังนี้:

ก) การเชื่อมโยงของกลไกนั้นเข้มงวดอย่างยิ่ง

b) ไม่มีช่องว่างในคู่จลนศาสตร์

โซ่จลนศาสตร์และการจำแนกประเภท

โซ่จลนศาสตร์ตามลักษณะของการเคลื่อนที่สัมพัทธ์ของลิงค์นั้นแบ่งออกเป็นแนวราบและเชิงพื้นที่ จลนศาสตร์เรียกว่าแบนถ้าจุดเชื่อมโยงของมันอธิบายวิถีที่อยู่ในระนาบคู่ขนาน โซ่จลนศาสตร์เรียกว่าเชิงพื้นที่หากจุดเชื่อมโยงของมันอธิบายวิถีโคจรหรือวิถีที่ไม่อยู่ในระนาบซึ่งอยู่ในระนาบที่ตัดกัน

การจำแนกประเภทของโซ่จลนศาสตร์:

แบน - เมื่อลิงก์หนึ่งได้รับการแก้ไข ลิงก์ที่เหลือจะเคลื่อนที่แบบแบน ขนานกับระนาบคงที่บางอัน

เชิงพื้นที่ - เมื่อลิงก์หนึ่งได้รับการแก้ไข ลิงก์ที่เหลือจะเคลื่อนที่ในระนาบอื่น

ง่าย - แต่ละลิงก์มีคู่จลนศาสตร์ไม่เกินสองคู่

ซับซ้อน - อย่างน้อยหนึ่งลิงก์มีคู่จลนศาสตร์มากกว่าสองคู่

ปิด - รวมคู่จลนศาสตร์ไม่เกินสองคู่และลิงก์เหล่านี้สร้างลูปปิดอย่างน้อยหนึ่งรายการ

เปิด - ลิงก์ไม่ก่อให้เกิดวงปิด

จำนวนองศาอิสระของห่วงโซ่จลนศาสตร์การเคลื่อนที่ของกลไก

จำนวนลิงก์อินพุตสำหรับการแปลงของสายจลนศาสตร์เป็นกลไกต้องเท่ากับจำนวนองศาอิสระของสายโซ่จลนศาสตร์นี้

จำนวนองศาอิสระของสายโซ่จลนศาสตร์ในกรณีนี้หมายถึงจำนวนองศาอิสระของลิงก์ที่เคลื่อนย้ายได้สัมพันธ์กับชั้นวาง อย่างไรก็ตาม ตัวแร็คเองในพื้นที่จริงสามารถเคลื่อนย้ายได้

ให้เราแนะนำสัญกรณ์ต่อไปนี้:

k คือจำนวนลิงค์ของโซ่จลนศาสตร์

p1 คือจำนวนคู่จลนศาสตร์ของชั้นหนึ่งในสายโซ่ที่กำหนด

p2 คือจำนวนคู่ของชั้นที่สอง

p3 คือจำนวนคู่ของชั้นที่สาม

p4 คือจำนวนคู่ของชั้นที่สี่

p5 คือจำนวนคู่ของคลาสที่ห้า

จำนวนรวมขององศาอิสระ k ของลิงก์ฟรีที่วางอยู่ในอวกาศคือ 6k ในห่วงโซ่จลนศาสตร์ พวกมันเชื่อมต่อกันเป็นคู่จลนศาสตร์ (กล่าวคือ การเชื่อมต่อจะถูกซ้อนทับบนการเคลื่อนที่สัมพัทธ์ของพวกมัน)

นอกจากนี้ โซ่จลนศาสตร์พร้อมชั้นวาง (ลิงค์ที่ยึดอยู่กับที่) ถูกใช้เป็นกลไก ดังนั้น จำนวนองศาอิสระของสายโซ่จลนศาสตร์จะเท่ากับจำนวนองศาอิสระทั้งหมดของลิงก์ทั้งหมดลบด้วยข้อจำกัดที่กำหนดไว้ในการเคลื่อนที่สัมพัทธ์:

จำนวนพันธบัตรที่กำหนดโดยทุกคู่ของคลาส I เท่ากับจำนวนของพวกเขาตั้งแต่ แต่ละคู่ของชั้นหนึ่งกำหนดหนึ่งการเชื่อมต่อในการเคลื่อนที่สัมพัทธ์ของลิงค์ที่เชื่อมต่อในคู่นั้น จำนวนพันธบัตรที่กำหนดโดยคู่ของคลาส II ทั้งหมดเท่ากับจำนวนทวีคูณ (แต่ละคู่ของคลาสที่สองกำหนดสองพันธบัตร) เป็นต้น

อิสระทั้งหกองศาถูกถอดออกจากลิงค์ โดยยึดแบบตายตัว (มีพันธะหกอันซ้อนทับบนชั้นวาง) ทางนี้:

S1=p1, S2=2p2, S3=3p3, S4=4p4, S5=5p5, เสา=6,

และผลรวมของการเชื่อมต่อทั้งหมด

∑Si=p1+2p2+3p3+4p4+5p5+6.

ผลลัพธ์ที่ได้คือสูตรต่อไปนี้สำหรับกำหนดจำนวนองศาอิสระของสายจลนศาสตร์เชิงพื้นที่:

ว=6k–p1–2p2–3p3–4p4–5p5–6.

การจัดกลุ่มพจน์แรกและพจน์สุดท้ายของสมการ เราจะได้:

ว=6(k–1)–p1–2p2–3p3–4p4–5p5,

หรือในที่สุด:

ว=6n–p1–2p2–3p3–4p4–5p5,

ดังนั้น จำนวนองศาอิสระของห่วงโซ่จลนศาสตร์แบบเปิดจึงเท่ากับผลรวมของการเคลื่อนที่ (ระดับความเป็นอิสระ) ของคู่จลนศาสตร์ที่รวมอยู่ในห่วงโซ่นี้ นอกจากองศาอิสระแล้ว คุณภาพของงานของผู้ควบคุมและหุ่นยนต์อุตสาหกรรมยังได้รับอิทธิพลอย่างมากจากความคล่องแคล่ว

ประเภทของกลไกเฟือง โครงสร้าง และคำอธิบายสั้น ๆ

การส่งกำลังเกียร์เป็นกลไกแบบสามลิงค์โดยที่ข้อต่อเคลื่อนที่สองอันคือเฟือง หรือล้อและแร็คที่มีฟันซึ่งประกอบเป็นคู่แบบหมุนหรือแบบแปลนที่มีข้อต่อแบบตายตัว (ตัวรถ)

ชุดเกียร์ประกอบด้วยสองล้อซึ่งเชื่อมต่อกัน เฟืองที่มีฟันจำนวนน้อยเรียกว่าเฟืองซึ่งมีฟันเฟืองจำนวนมาก

คำว่า "เกียร์" เป็นคำทั่วไป พารามิเตอร์เกียร์ถูกกำหนดดัชนี 1 และพารามิเตอร์ล้อ 2

ข้อได้เปรียบหลักของเกียร์คือ:

ความคงตัวของอัตราทดเกียร์ (ไม่ลื่นไถล);

ความกะทัดรัดเมื่อเทียบกับการเสียดสีและการขับสายพาน

ประสิทธิภาพสูง (สูงถึง 0.97 ... 0.98 ในขั้นตอนเดียว);

มีความทนทานและความน่าเชื่อถือในการใช้งานสูง (เช่น สำหรับกระปุกเกียร์เอนกประสงค์ มีการตั้งค่าทรัพยากร 30,000 ชั่วโมง)

ใช้งานได้หลากหลายความเร็ว (สูงถึง 150 ม./วินาที) กำลัง (สูงสุดหลายหมื่นกิโลวัตต์)

ข้อบกพร่อง:

เสียงรบกวนที่ความเร็วสูง

ความเป็นไปไม่ได้ของการเปลี่ยนแปลงอัตราทดเกียร์

ความจำเป็นในการผลิตและติดตั้งที่มีความแม่นยำสูง

ป้องกันการโอเวอร์โหลด;

การสั่นสะเทือนที่เกิดขึ้นจากการผลิตที่ไม่ถูกต้องและการประกอบเกียร์ที่ไม่ถูกต้อง

เฟืองโปรไฟล์แบบหมุนวนใช้กันอย่างแพร่หลายในทุกสาขาของวิศวกรรมเครื่องกลและการผลิตเครื่องมือ ใช้ในสภาพการทำงานที่หลากหลายเป็นพิเศษ กำลังที่ส่งโดยเกียร์แตกต่างกันไปตั้งแต่เล็กน้อย (เครื่องมือเครื่องจักร) ไปจนถึงหลายพันกิโลวัตต์ (กระปุกเกียร์ของเครื่องยนต์อากาศยาน) เกียร์ที่มีล้อทรงกระบอกเป็นที่แพร่หลายมากที่สุด เนื่องจากเป็นเกียร์ที่ง่ายที่สุดในการผลิตและใช้งาน เชื่อถือได้ และมีขนาดเล็ก เฟืองดอกจอก สกรู และเฟืองตัวหนอนใช้เฉพาะในกรณีที่จำเป็นตามรูปแบบของเครื่องเท่านั้น

กฎพื้นฐานของการมีส่วนร่วม

เพื่อความคงตัวของเกียร์

ความสัมพันธ์: มันเป็นสิ่งจำเป็นที่โปรไฟล์ของฟันผสมพันธุ์จะถูกร่างด้วยเส้นโค้งที่จะตอบสนองความต้องการของทฤษฎีบทการใส่เกียร์หลัก

กฎพื้นฐานของการปะทะ: N-N ทั่วไปซึ่งปกติสำหรับโปรไฟล์ วาดที่จุด C ของการสัมผัส แบ่งระยะศูนย์กลาง a w ออกเป็นส่วนๆ ซึ่งแปรผกผันกับความเร็วเชิงมุม ด้วยอัตราทดเกียร์คงที่ ( = const) และจุดศูนย์กลางคงที่ O 1 และ O 2 จุด W จะอยู่ที่ตำแหน่งคงที่บนเส้นศูนย์ ในกรณีนี้ การคาดคะเนความเร็ว  k 1 และ  k 2 ไม่เท่ากัน ความแตกต่างบ่งบอกถึงการเลื่อนแบบสัมพัทธ์ของโปรไฟล์ในทิศทางของ KK tangent ซึ่งเป็นสาเหตุของการสึกหรอ ความเท่าเทียมกันของการคาดการณ์ความเร็วและเป็นไปได้ในตำแหน่งเดียวเท่านั้นเมื่อจุดสัมผัส C ของโปรไฟล์ตรงกับจุด W ของจุดตัดของ N-N ปกติและเส้นศูนย์ O 1 O 2 . จุด W เรียกว่าเสาหมั้น และวงกลมที่มีเส้นผ่านศูนย์กลาง d w1 และ d w2 ที่สัมผัสที่เสาหมั้นและหมุนทับกันโดยไม่ลื่นไถลจะเรียกว่าวงกลมเริ่มต้น

เพื่อให้แน่ใจว่าอัตราทดเกียร์คงที่ ในทางทฤษฎีแล้ว โปรไฟล์ใดโปรไฟล์หนึ่งที่สามารถเลือกได้โดยพลการ แต่รูปร่างของโปรไฟล์ของฟันผสมพันธุ์ต้องได้รับการกำหนดอย่างเคร่งครัดเพื่อให้เป็นไปตามเงื่อนไข (1.82) ความก้าวหน้าทางเทคโนโลยีขั้นสูงสุดในการผลิตและการดำเนินงานคือโปรไฟล์ที่ไม่ต่อเนื่อง มีการสู้รบประเภทอื่น: cycloidal, Lantern, การสู้รบของ Novikov ซึ่งเป็นไปตามข้อกำหนดนี้

ประเภทของคู่จลนศาสตร์และคำอธิบายสั้น ๆ

คู่จลนศาสตร์คือการเชื่อมต่อของสองลิงค์ที่สัมผัสกันทำให้สามารถเคลื่อนที่สัมพัทธ์ได้

เซตของพื้นผิว เส้น จุดของลิงค์ ซึ่งมันสามารถสัมผัสกับลิงค์อื่น กลายเป็นคู่จลนศาสตร์ เรียกว่า องค์ประกอบลิงค์ (องค์ประกอบของคู่จลนศาสตร์)

คู่จลนศาสตร์ (KP) จำแนกตามเกณฑ์ต่อไปนี้:

ตามประเภทของจุดสัมผัส (จุดเชื่อมต่อ) ของพื้นผิวเชื่อมโยง:

ส่วนล่างซึ่งมีการสัมผัสของลิงค์ไปตามระนาบหรือพื้นผิว (คู่เลื่อน);

สูงกว่าซึ่งการติดต่อของลิงก์จะดำเนินการตามเส้นหรือจุด (คู่ที่อนุญาตให้เลื่อนด้วยการกลิ้ง)

ตามการเคลื่อนที่สัมพัทธ์ของลิงก์ที่ก่อตัวเป็นคู่:

หมุน;

ความก้าวหน้า;

สกรู;

ทรงกลม

ตามวิธีการปิด (รับประกันการติดต่อของลิงค์ของทั้งคู่):

กำลัง (เนื่องจากการกระทำของแรงน้ำหนักหรือแรงยืดหยุ่นของสปริง)

เรขาคณิต (เนื่องจากการออกแบบพื้นผิวการทำงานของทั้งคู่)

ปริมาณทางกายภาพและหน่วยวัด

ใช้ในกลศาสตร์

ปริมาณทางกายภาพ	หน่วยวัด
ชื่อ	การกำหนด	ชื่อ	การกำหนด
ความยาว มวล เวลา มุมระนาบ การกระจัดของจุด ความเร็วเชิงเส้น ความเร็วเชิงมุม ความเร่งเชิงเส้น ความเร่งเชิงมุม ความถี่ของการหมุน ความหนาแน่นของวัสดุ โมเมนต์ของความเฉื่อย แรง โมเมนต์ของแรง แรงบิด งาน พลังงานจลน์ กำลัง	ล ล ร ม T, t a, b, g, d ส ยู w เอ อี น r เจ F, P, Q, G เอ็ม ตู่ อา อี นู๋	เมตร กิโลกรัม เรเดียนที่สอง องศา เมตร เมตรต่อวินาที เรเดียนต่อวินาที เมตรต่อวินาที กำลังสอง เรเดียนต่อวินาที กำลังสอง การปฏิวัติต่อนาที กิโลกรัมต่อลูกบาศก์เมตร กิโลกรัมเมตรยกกำลังสอง นิวตัน นิวตันเมตร นิวตันเมตร จูลจูลวัตต์	m kg s rad, α 0 m m / s rad / s, 1 / s m / s 2 rad / s 2, 1 / s 2 rpm kg / m 3 กก. m 2 N (กก. m / s 2) Nm Nm J \u003d Nm JW (J / s)

โครงสร้างและการจำแนกประเภทของกลไก

โครงสร้างกลไก

กลไกต่างๆ ได้แก่ ตัวแข็งที่เรียกว่า ลิงค์. ข้อต่ออาจไม่แน่น (เช่น เข็มขัด) ของเหลวและก๊าซในระบบไฮดรอลิกส์และระบบนิวเมติกไม่ถือเป็นข้อต่อ

การแสดงตามเงื่อนไขของลิงก์บนไดอะแกรมจลนศาสตร์ของกลไกนั้นควบคุมโดย GOST ตัวอย่างของรูปภาพของลิงก์บางส่วนแสดงในรูปที่ 1.1.

ข้าว. 1.1. ลิงค์รูปภาพตัวอย่าง

บนไดอะแกรมจลนศาสตร์ของกลไก

ลิงค์เกิดขึ้น:

– ป้อนข้อมูล(ชั้นนำ) - ลักษณะเด่นของพวกเขาคืองานเบื้องต้นของแรงที่ใช้กับพวกมันนั้นเป็นค่าบวก (งานของแรงถือเป็นบวกหากทิศทางของแรงตรงกับทิศทางการเคลื่อนที่ของจุดที่ใช้งานหรือที่ มุมแหลมกับมัน);

– วันหยุดสุดสัปดาห์(ทาส) - งานพื้นฐานของแรงที่ใช้กับพวกมันเป็นลบ (งานของแรงถือเป็นลบหากทิศทางของแรงอยู่ตรงข้ามกับทิศทางการเคลื่อนที่ของจุดที่ใช้งาน)

– มือถือ;

– ไม่เคลื่อนไหว(เตียง, ชั้นวาง).

บนไดอะแกรมจลนศาสตร์ ลิงก์จะแสดงด้วยตัวเลขอารบิก: 0, 1, 2 เป็นต้น (ดูรูปที่ 1.1)

การเชื่อมต่อที่เคลื่อนย้ายได้ของสองลิงค์ที่อยู่ติดกันเรียกว่า คู่จลนศาสตร์. อนุญาตให้มีการเคลื่อนไหวของลิงก์หนึ่งที่สัมพันธ์กับอีกลิงก์หนึ่ง

การจำแนกคู่จลนศาสตร์

1. โดยองค์ประกอบของการเชื่อมต่อของลิงค์คู่จลนศาสตร์ถูกแบ่งออก:

- สำหรับที่สูงขึ้น(มีให้เช่นในกลไกเฟืองและลูกเบี้ยว) - ลิงค์เชื่อมต่อกันตามเส้นหรือตรงจุด:

– ต่ำกว่า- การเชื่อมต่อของลิงค์เข้าด้วยกันเกิดขึ้นบนพื้นผิว ในทางกลับกันสารประกอบที่ต่ำกว่าจะถูกแบ่งออก:

สำหรับการหมุน

ความก้าวหน้า

ทรงกระบอก

	ในกลไกเชิงพื้นที่

ทรงกลม

2. โดยจำนวนการเชื่อมต่อที่ทับซ้อนกัน. ร่างกายอยู่ในอวกาศ (ในระบบพิกัดคาร์ทีเซียน X, Y, Z) มีอิสระ 6 องศา สามารถเคลื่อนที่ไปตามแกนทั้งสามได้ X, Yและ Zรวมทั้งหมุนรอบแกนแต่ละแกน (รูปที่ 1.2) หากร่างกาย (ลิงก์) สร้างคู่จลนศาสตร์กับวัตถุอื่น (ลิงก์) ร่างกายก็จะสูญเสียอิสระ 6 องศานี้อย่างน้อยหนึ่งองศา

ตามจำนวนองศาอิสระที่ร่างกายสูญเสียไป (ลิงค์) คู่จลนศาสตร์แบ่งออกเป็น 5 คลาส ตัวอย่างเช่น ถ้าวัตถุ (ตัวเชื่อม) ที่ก่อตัวเป็นคู่จลนศาสตร์สูญเสียองศาอิสระ 5 องศาแต่ละตัวจะเรียกว่าคู่จลนศาสตร์ของคลาส 5 หากสูญเสียอิสระ 4 องศา - ชั้น 4 เป็นต้น ตัวอย่างของคู่จลนศาสตร์ของคลาสต่าง ๆ แสดงในรูปที่ 1.2.

ข้าว. 1.2. ตัวอย่างคู่จลนศาสตร์ของคลาสต่างๆ

บนพื้นฐานโครงสร้างและเชิงสร้างสรรค์คู่จลนศาสตร์สามารถแบ่งออกเป็นแบบหมุน, การแปล, ทรงกลม, ทรงกระบอก ฯลฯ

ห่วงโซ่จลนศาสตร์

ลิงค์หลายอันเชื่อมต่อกันด้วยรูปแบบคู่จลนศาสตร์ ห่วงโซ่จลนศาสตร์.

โซ่จลนศาสตร์คือ:

ปิด

เปิด

จากโซ่จลนศาสตร์ รับเกียร์, จำเป็น:

- ทำให้หนึ่งลิงค์ไม่สามารถเคลื่อนย้ายได้เช่น สร้างกรอบ (ชั้นวาง);

- กำหนดกฎการเคลื่อนที่สำหรับลิงก์หนึ่งหรือหลายลิงก์ (ทำให้เป็นเส้นนำ) ในลักษณะที่ลิงก์อื่นๆ ทั้งหมดทำงาน ที่จำเป็นการเคลื่อนไหวอย่างมีจุดมุ่งหมาย

จำนวนองศาอิสระของกลไก- นี่คือจำนวนองศาอิสระของสายโซ่จลนศาสตร์ทั้งหมดที่สัมพันธ์กับลิงก์แบบตายตัว (แร็ค)

สำหรับ เชิงพื้นที่จลนศาสตร์ในรูปแบบทั่วไปเราแสดงว่า:

จำนวนชิ้นส่วนที่เคลื่อนไหว - น,

จำนวนองศาอิสระของลิงก์เหล่านี้คือ 6n,

จำนวนคู่จลนศาสตร์ของคลาส 5 - P5,

จำนวนพันธบัตรที่กำหนดโดยคู่จลนศาสตร์ของคลาส 5 บนลิงก์ที่รวมอยู่ในนั้น - 5R 5 ,

จำนวนคู่จลนศาสตร์ของคลาส 4 - R 4,

จำนวนพันธบัตรที่กำหนดโดยคู่จลนศาสตร์ของคลาส 4 บนลิงก์ที่รวมอยู่ในนั้น - 4P 4เป็นต้น

สำหรับ แบนจลนศาสตร์และดังนั้นสำหรับกลไกที่แบนราบ

สูตรนี้เรียกว่า ป.ล. เชบีเชฟ (1869) สามารถรับได้จากสูตร Malyshev โดยที่ร่างกายไม่มีหก แต่มีอิสระสามองศา:

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

ค่าของ W แสดงว่ากลไกควรมีการเชื่อมโยงการขับเคลื่อนจำนวนเท่าใด (ถ้า W= 1 - หนึ่ง W= 2 - ลิงก์นำหน้าสองลิงก์ ฯลฯ )

คู่จลนศาสตร์เป็นการเชื่อมต่อที่เคลื่อนย้ายได้ของสองลิงค์ที่ติดต่อกันทำให้สามารถเคลื่อนไหวได้

ตามการเคลื่อนไหวสัมพัทธ์ของลิงก์:

หมุน; ความก้าวหน้า; สกรู; ระนาบ; ทรงกลม;

ตามประเภทการติดต่อของลิงค์:

ต่ำกว่า- เหล่านี้เป็นคู่จลนศาสตร์ซึ่งการติดต่อของลิงก์ที่ก่อตัวขึ้นนั้นดำเนินการไปตามระนาบหรือตามพื้นผิว

สูงกว่า- เหล่านี้เป็นคู่จลนศาสตร์ซึ่งการติดต่อของลิงก์ที่ก่อตัวขึ้นนั้นดำเนินการตามแนวเส้นหรือที่จุดหนึ่ง

ตามวิธีการสร้างความมั่นใจว่าการติดต่อของลิงก์เป็นคู่จลนศาสตร์: พลัง- คู่เหล่านี้เป็นคู่จลนศาสตร์ซึ่งความคงตัวของการสัมผัสของลิงก์นั้นเกิดจากการกระทำของแรงโน้มถ่วงหรือแรงยืดหยุ่นของสปริง เรขาคณิต- เป็นคู่จลนศาสตร์ซึ่งความคงตัวของการสัมผัสของลิงค์นั้นเกิดขึ้นเนื่องจากการออกแบบพื้นผิวการทำงานของลิงค์

ตามจำนวนเงื่อนไขการเชื่อมต่อที่กำหนดในการเคลื่อนที่สัมพัทธ์ของลิงก์ที่สร้างคู่จลนศาสตร์ (จำนวนเงื่อนไขการเชื่อมต่อกำหนดคลาสของคู่จลนศาสตร์)

ตามจำนวนการเคลื่อนที่ในการเคลื่อนที่สัมพัทธ์ของลิงก์ (จำนวนการเคลื่อนที่กำหนดการเคลื่อนที่ของคู่จลนศาสตร์)

การเชื่อมต่อ- นี่เป็นข้อ จำกัด ที่กำหนดไว้สำหรับการเคลื่อนไหวของลิงก์ของกลไกทำให้ไม่เป็นอิสระและมีไว้สำหรับการถ่ายโอนพลังงานหรือข้อมูลระหว่างลิงก์เหล่านี้

สำหรับการก่อตัวของคู่จลนศาสตร์ จำเป็นต้องมีอย่างน้อยหนึ่งพันธะ เพราะหากจำนวนพันธะเท่ากับศูนย์ ลิงก์จะไม่โต้ตอบ กล่าวคือ ไม่สัมผัสกัน ดังนั้นจึงไม่มีคู่จลนศาสตร์

6.โซ่จลนศาสตร์ ประเภทของโซ่จลนศาสตร์

กลไกทั้งหมดประกอบด้วยชุดของลิงค์ที่สร้างคู่จลนศาสตร์ที่ประกอบเป็นโซ่จลนศาสตร์

ห่วงโซ่จลนศาสตร์เป็นระบบการเชื่อมโยงที่สร้างคู่จลนศาสตร์ซึ่งกันและกัน

โซ่จลนศาสตร์แบ่งออกเป็น:

โดยการออกแบบ:

เรียบง่าย- นี่คือห่วงโซ่จลนศาสตร์ซึ่งแต่ละลิงค์ซึ่งเป็นส่วนหนึ่งของคู่จลนศาสตร์ไม่เกินสองคู่นั่นคือมันมีจุดยอดเพียงหนึ่งหรือสองจุด

ซับซ้อน- นี่คือห่วงโซ่จลนศาสตร์ที่มีการเชื่อมโยงที่เป็นส่วนหนึ่งของคู่จลนศาสตร์ตั้งแต่สามคู่ขึ้นไปนั่นคือมีการเชื่อมโยงอย่างน้อยหนึ่งจุดที่มีจุดยอดสามจุดขึ้นไป

ในการโต้ตอบของลิงก์:

ปิดหรือเปิดเป็นห่วงโซ่จลนศาสตร์ซึ่งอย่างน้อยหนึ่งลิงก์มีองค์ประกอบอิสระที่ไม่โต้ตอบกับลิงก์อื่นและไม่สร้างคู่จลนศาสตร์กับพวกมัน

ปิด- นี่คือห่วงโซ่จลนศาสตร์ ซึ่งแต่ละลิงค์นั้นเป็นส่วนหนึ่งของคู่จลนศาสตร์อย่างน้อยสองคู่

การเชื่อมต่อทางจลนศาสตร์เป็นคู่จลนศาสตร์ที่เกิดขึ้นจากการเชื่อมโยงของสายจลนศาสตร์หลายสาย

ขึ้นอยู่กับความซับซ้อนของโครงสร้าง อาจมีการเชื่อมต่อทางจลนศาสตร์หลายอย่างในกลไก

ธรรมชาติของการเคลื่อนที่สัมพัทธ์ของลิงก์ที่อนุญาตโดยคู่จลนศาสตร์นั้นขึ้นอยู่กับรูปร่างของลิงก์ที่จุดสัมผัส

ชุดของแบบฟอร์มการติดต่อที่เป็นไปได้ในแต่ละลิงค์ทั้งสอง ธาตุ คู่จลนศาสตร์ องค์ประกอบของคู่จลนศาสตร์สามารถเป็น จุด , ไลน์ , พื้นผิว.

คู่จลนศาสตร์ที่มีองค์ประกอบ จุด หรือ ไลน์ เรียกว่า สูงกว่า ; คู่จลนศาสตร์ องค์ประกอบของซึ่ง พื้นผิว , เรียกว่า ด้อยกว่า .

คู่จลนศาสตร์มีความโดดเด่น: ทรงกลม, ทรงกรวย, ทรงกระบอก, ระนาบ, ลาน ขึ้นอยู่กับรูปทรงเรขาคณิตของหนึ่ง (หรือทั้งสอง) ของลิงค์สัมผัส

ตามลักษณะของการเคลื่อนที่สัมพัทธ์ของลิงก์ที่อนุญาตโดยคู่จลนศาสตร์ การหมุน (B), การแปล (P), การหมุน - การแปล (B + P) และการเคลื่อนที่ของสกรูของ VP จะแตกต่างกัน . ความแตกต่างระหว่างคู่ของประเภท B + P และ VP คือในครั้งแรก การเคลื่อนไหวสัมพัทธ์ (การหมุนและการแปล) มีความเป็นอิสระ และในวินาที การเคลื่อนไหวอย่างใดอย่างหนึ่งไม่สามารถทำได้หากไม่มีอย่างอื่น

ในทางปฏิบัติแล้วจะใช้คู่กับลิงค์คู่ที่สัมผัสกันบนพื้นผิว เส้นหรือจุดเดียวกัน นี่อาจเป็นการทำซ้ำขององค์ประกอบปฏิสัมพันธ์ (สกรูหลายจุด, มัลติสตาร์ต, คู่เกียร์) หรือการใช้การสัมผัสพร้อมกันตามพื้นผิวและเส้น (คู่ทรงกลมพร้อมหมุด) ตามพื้นผิวทรงกระบอกและเรียบ (จับคู่กับปุ่มเลื่อน ). การทำซ้ำของการติดต่อระหว่างลิงก์แสดงถึงความเท่าเทียมกันของคู่ประเภทต่างๆ คู่ที่มีการสัมผัสสามจุดสามารถเทียบเท่ากับคู่ล่างระนาบหรือทรงกลมในแง่ของธรรมชาติของการเคลื่อนไหวของลิงก์

สำหรับร่างกายที่แข็งทื่อซึ่งเคลื่อนไหวอย่างอิสระในอวกาศ จำนวนองศาอิสระ (จำนวนการเคลื่อนไหวที่เป็นไปได้ของระบบกลไกที่ไม่ขึ้นกับกันและกัน) คือหก: สามการแปลตามแกน X, Y, Zและหมุนรอบแกนเหล่านี้สามรอบ (รูปที่ 2.1 ).

สำหรับลิงก์ที่รวมอยู่ในคู่จลนศาสตร์ จำนวนองศาอิสระจะน้อยกว่าหกเสมอ เนื่องจากเงื่อนไขของการสัมผัส (พันธะ) ลดจำนวนการเคลื่อนไหวที่เป็นไปได้ของลิงก์หนึ่งที่สัมพันธ์กับอีกลิงก์หนึ่ง: ลิงก์หนึ่งไม่สามารถเจาะเข้าไปในอีกลิงก์หนึ่งและไม่สามารถเคลื่อนที่ได้ ห่างจากมัน

ในกรณีทั่วไป คู่จลนศาสตร์แต่ละคู่กำหนดพันธะ S ในการเคลื่อนที่สัมพัทธ์ของลิงก์ ทำให้ H=6 - S มีการเคลื่อนที่สัมพัทธ์ของลิงก์ ขึ้นอยู่กับจำนวนของพันธะที่ซ้อนทับ S (ระดับความเป็นอิสระที่เหลืออยู่ H) 5 คลาสของคู่จลนศาสตร์จะแตกต่างกัน การจำแนกประเภทของคู่จลนศาสตร์นี้เสนอโดย I.I. Artobolevsky (ตารางที่ 2.1)

ตาราง 2.2-2.4 แสดงตัวอย่างการออกแบบคู่จลนศาสตร์ คู่ที่แสดงในตาราง 2.2 และ 2.4 จำแนกตามสมมติฐานที่ว่าไม่มีแรงเสียดทานและการเสียรูปของข้อต่อ แรงเสียดทานช่วยให้สามารถใช้คู่แยกกันในเฟืองแรงเสียดทาน ด้วยการเปลี่ยนรูป คู่ที่มีจุดสัมผัสสามารถเปลี่ยนเป็นคู่ที่มีหน้าสัมผัสพื้นผิว

ตาราง 2.1

ประเภทของคู่จลนศาสตร์

แนวคิดพื้นฐานและคำจำกัดความในทฤษฎีกลไก

ทฤษฎีกลไกและเครื่องจักรศึกษาโครงสร้าง จลนศาสตร์ และพลวัตของกลไกและเครื่องจักร

กลไก เรียกว่าระบบที่สร้างขึ้นเทียมซึ่งออกแบบมาเพื่อแปลงการเคลื่อนไหวของวัตถุหนึ่งชิ้นขึ้นไปเป็นการเคลื่อนไหวที่จำเป็นของร่างกายอื่น

วัตถุที่เป็นของแข็งที่ประกอบเป็นกลไกเรียกว่า ลิงค์

ส่วนที่เคลื่อนที่ได้แต่ละส่วนหรือกลุ่มของชิ้นส่วนที่ประกอบเป็นระบบร่างกายที่เคลื่อนที่ได้แข็งๆ เรียกว่า กลไกลิงค์เคลื่อนที่.

ชิ้นส่วนที่ยึดอยู่กับที่ทั้งหมดประกอบกันเป็นระบบตายตัวแบบแข็งที่เรียกว่าตัวเชื่อมหรือชั้นวางแบบตายตัว

ดังนั้น กลไกใด ๆ ก็มีลิงก์คงที่หนึ่งลิงก์และลิงก์เคลื่อนไหวอย่างน้อยหนึ่งลิงก์

การเชื่อมต่อของลิงค์สัมผัสสองอันซึ่งทำให้เกิดการเคลื่อนไหวสัมพัทธ์เรียกว่าคู่จลนศาสตร์

พื้นผิว เส้น จุดของลิงค์ ซึ่งมันสามารถสัมผัสกับลิงค์อื่น ก่อตัวเป็นคู่จลนศาสตร์ เรียกว่า องค์ประกอบลิงค์

ระบบเชื่อมต่อของลิงก์ที่สร้างคู่จลนศาสตร์ซึ่งกันและกันเรียกว่าห่วงโซ่จลนศาสตร์

กลไก- มีโซ่จลนศาสตร์ที่ใช้ในการเคลื่อนไหวที่ต้องการ

กลไกที่ประกอบเป็นเครื่องนั้นแตกต่างกันไป จากมุมมองของวัตถุประสงค์การทำงาน กลไกของเครื่องจักรแบ่งออกเป็นประเภทต่อไปนี้:

ก) กลไกของมอเตอร์และคอนเวอร์เตอร์:

กลไกของเครื่องยนต์แปลงพลังงานประเภทต่างๆ ให้เป็นงานเครื่องกล

กลไกการดัดแปลงดำเนินการเปลี่ยนงานเครื่องกลเป็นพลังงานประเภทอื่น

ข) กลไกการส่งสัญญาณการถ่ายโอนการเคลื่อนไหวจากเครื่องยนต์ไปยังเครื่องจักรเทคโนโลยีหรือผู้บริหาร

ใน) กลไกการบริหารส่งผลโดยตรงต่อสภาพแวดล้อมหรือวัตถุที่ประมวลผล

ช) กลไกการกำกับดูแล, การควบคุมและการควบคุม, การดำเนินการควบคุมกระบวนการ, การควบคุม ฯลฯ ;

จ) กลไกการนับอัตโนมัติ, การชั่งน้ำหนักและบรรจุภัณฑ์ที่ใช้ในเครื่องจักรที่ผลิตผลิตภัณฑ์มวลรวม

คู่จลนศาสตร์และการจำแนกประเภท

คุณสมบัติหลักของคู่คือจำนวนพารามิเตอร์ทางเรขาคณิตที่สามารถใช้เพื่อกำหนดตำแหน่งสัมพัทธ์ของลิงก์ที่เชื่อมต่อ ตัวอย่างเช่น เมื่อสัมผัสบนพื้นผิวของการปฏิวัติ ตำแหน่งสัมพัทธ์ของลิงก์จะถูกกำหนดโดยการตั้งค่าพารามิเตอร์เพียงตัวเดียว - มุมของการหมุนสัมพัทธ์ของลิงก์ในระนาบตั้งฉากกับแกนของการหมุน

เมื่อสัมผัสบนพื้นผิวทรงกลม มีพารามิเตอร์ดังกล่าวอยู่แล้วสามตัว - นี่คือมุมของการหมุนรอบแกนตั้งฉากสามแกนที่ตัดกันที่ศูนย์กลางของทรงกลม

ดังนั้น องค์ประกอบของคู่จลนศาสตร์จึงกำหนดข้อจำกัดบางประการเกี่ยวกับการเคลื่อนที่สัมพัทธ์ของลิงก์ โดยเชื่อมโยงพิกัดของจุดของลิงก์ทั้งสองด้วยวิธีใดวิธีหนึ่ง

ข้อจำกัดที่กำหนดโดยองค์ประกอบของคู่จลนศาสตร์ในการเคลื่อนที่สัมพัทธ์ของลิงก์ที่สร้างคู่นั้นเรียกว่าข้อจำกัด และการควบคุมที่แสดงข้อจำกัดเหล่านี้เรียกว่าสมการข้อจำกัด

ให้เราพิจารณาว่าพันธะใดและปริมาณใดที่สามารถกำหนดได้ในการเคลื่อนที่สัมพัทธ์ของลิงก์ของคู่จลนศาสตร์

อย่างที่ทราบกันโดยทั่วไป ร่างกายที่แข็งกระด้างอย่างอิสระที่เคลื่อนไหวอย่างอิสระในอวกาศจะมีระดับอิสระ 6 ระดับ:

การหมุนสามครั้งรอบแกน X, Y, Z และการเคลื่อนที่แบบแปลนสามรอบตามแกนเดียวกัน

ข้อจำกัดที่กำหนดไว้ในการเคลื่อนที่สัมพัทธ์ของลิงก์ของคู่จลนศาสตร์จะจำกัดการเคลื่อนที่สัมพัทธ์ที่เป็นไปได้แบบเดียวกับที่ลิงก์มีอยู่ในสถานะอิสระ

อันเป็นผลมาจากข้อจำกัดเหล่านี้ การเคลื่อนไหวสัมพัทธ์ที่เป็นไปได้บางส่วนจากหกอย่างของลิงก์ที่เคลื่อนไหวอย่างอิสระจึงถูกผูกไว้กับมัน การเคลื่อนที่ที่เป็นไปได้ที่เป็นอิสระที่เหลือกำหนดจำนวนองศาอิสระของการเชื่อมโยงของคู่จลนศาสตร์ในการเคลื่อนที่สัมพัทธ์

คู่จลนศาสตร์ขึ้นอยู่กับจำนวนของเงื่อนไขการเชื่อมต่อที่กำหนดในการเคลื่อนที่สัมพัทธ์ของลิงก์นั้นแบ่งออกเป็นห้าคลาส:

คู่ของคลาส I - (รูปที่ 1 a) คู่ที่เคลื่อนไหวได้ห้าคู่ มีระดับของอิสระในการเชื่อมโยงจำนวนหนึ่งเท่ากับห้าและจำนวนของเงื่อนไขการเชื่อมต่อเท่ากับ 1

คู่ของคลาส II - (รูปที่ 1b) คู่ที่เคลื่อนที่สี่คู่ จำนวนองศาอิสระของการเชื่อมโยงของคู่จลนศาสตร์คือสี่ จำนวนเงื่อนไขการเชื่อมต่อคือ 2

คู่ของคลาส III - (รูปที่ 1 c, i, d) คู่เคลื่อนที่สามระดับจำนวนองศาอิสระของการเชื่อมโยงของคู่จลนศาสตร์คือสามจำนวนเงื่อนไขการเชื่อมต่อคือ 3

คู่ของคลาส IV - (รูปที่ 1 e, i, f) คู่ที่เคลื่อนที่ได้จำนวนองศาอิสระของลิงก์คือ 2 จำนวนเงื่อนไขการเชื่อมต่อคือ 4

คู่คลาส V คือ (รูปที่ 1 g, h. i) การเคลื่อนที่เดี่ยว (คู่โรตารี) จำนวนองศาอิสระของการเชื่อมโยงเท่ากับหนึ่งจำนวนเงื่อนไขการเชื่อมต่อคือ 5

คู่จลนศาสตร์แบ่งออกเป็นเชิงพื้นที่และแบน คู่จลนศาสตร์เชิงพื้นที่เป็นคู่ที่มีจุดเชื่อมโยงในการเคลื่อนที่สัมพัทธ์อธิบายเส้นโค้งเชิงพื้นที่ คู่จลนศาสตร์ระนาบเรียกว่าคู่ดังกล่าวซึ่งจุดเชื่อมโยงซึ่งมีการเคลื่อนที่สัมพัทธ์ในระนาบคู่ขนานเช่น วิถีของพวกเขาเป็นเส้นโค้งระนาบ ในวิศวกรรมเครื่องกลสมัยใหม่กลไกแบบเรียบซึ่งมีการเชื่อมโยงซึ่งรวมอยู่ในชั้นเรียน IV และ V มีการใช้กันอย่างแพร่หลายโดยเฉพาะ

คู่จลนศาสตร์ยังแตกต่างกันในลักษณะของการติดต่อของลิงก์ หากองค์ประกอบของคู่จลนศาสตร์นั้นที่ตำแหน่งสัมพัทธ์แต่ละตำแหน่งของลิงค์ที่พวกมันสัมผัสบนพื้นผิว ทั้งคู่จะเรียกว่าต่ำที่สุด หากการสัมผัสเกิดขึ้นที่จุดแยกหรือตามเส้น เรียกว่าคู่สูงสุด

ด้วยการเคลื่อนที่สัมพัทธ์ของลิงก์ที่ก่อตัวเป็นคู่ล่าง พื้นผิวของหน้าสัมผัสจะเลื่อนทับกัน หากการโยงเป็นคู่ที่สูงกว่า การเคลื่อนที่สัมพัทธ์ของพวกมันสามารถเกิดขึ้นได้ทั้งด้วยการเลื่อนองค์ประกอบของคู่และไม่มี - โดยการกลิ้ง