Elk complex mechanisme in de machinebouw bestaat uit een reeks eenvoudige elementen. Om te begrijpen hoe het systeem als geheel functioneert, is het noodzakelijk om de werking van elk knooppunt te analyseren. En dit is in de eerste plaats een begrip van wat een kinematisch paar is.
Basistermen
Als we twee objecten (schakels) nemen die met elkaar in contact staan, en tegelijkertijd is zo'n verbinding verplaatsbaar, dan hebben we een kinematisch paar (KP). Het onderscheidende kenmerk is een bepaalde beperking in de beweging van links.
Een star lichaam kan een beperkt bewegingsvermogen hebben, en dan is er zoiets als een verbindingstoestand. Er worden maximaal vijf communicatievoorwaarden geteld, rekening houdend met de interactie van links in een paar. Vandaar de indeling in klassen. Vijf ervan zijn uitgebracht voor kinematische paren, elk met zijn eigen mobiliteitsgraad. Er zijn zes mobiliteitsgraden in de klas. Alle moderne mechanica is gebaseerd op het gebruik van de laatste drie klassen van kinematische paren.
Elk lichaam (link) heeft zijn eigen geometrie. Daarom staan de elementen met elkaar in contact, de delen corresponderen met deze vorm. Het blijkt dat de CP alleen zo'n beweging kan uitvoeren,die de geometrie van de links niet zal tegenspreken. Om enige beweging ten opzichte van elkaar te maken, moet bovendien één schakel permanent worden vastgezet en de tweede in het paar wordt beïnvloed.
Elk punt in de link passeert een pad (traject) op het moment van beweging. Dit traject kan de vorm aannemen van een curve die zich in een vlak bevindt. Wanneer de vlakken van de krommen van het pad van de schakels in het paar evenwijdig aan elkaar zijn, is dit een plat paar. Als de bewegingscurven van de punten van de schakels zich in de driedimensionale ruimte bevinden, is het kinematische paar ruimtelijk.
Beelden
De volgende soorten mechanismen bestaan.
Paar van roterend type is een enkel bewegend systeem. De schakels waaruit zo'n paar bestaat, kunnen alleen een karakteristieke rotatie rond de staaf of as uitvoeren. In dit geval wordt het contact van de elementen uitgevoerd op het oppervlak van een cilindrische vorm. Zo'n geometrisch systeem is gesloten en behoort tot de laagste. Het analoge mechanisme op het gebied van hogere paren heeft een kogellager.
Het translationele interactiepaar is hetzelfde als het vorige in termen van enkele beweging. In een dergelijk systeem kunnen de schakels alleen translatiebewegingen in een rechte lijn uitvoeren. Het mechanisme is het laagste paar, gesloten in geometrische parameters.
Paar type samenwerkende cilinders. Dit systeem is al tweevoudig verplaatsbaar, de geometrie is gesloten. Het is de laagste - de schakels kunnen zowel draaien als in voorwaartse richting bewegen.
Sferisch typepaaris een tripartiet systeem. De vrijheid van zo'n paar heeft een graad waardoor de schakels in de driedimensionale ruimte kunnen roteren, waarbij de coördinaatassen worden beschreven. Het is ook het laagste geometrisch gesloten mechanisme.
Sferisch paar met een vinger - twee beweegbaar. De beweging (relatief onafhankelijke rotatie) van de schakels in dit paar wordt beperkt door de pen en gleuf. Het paar van de laagste orde is geometrisch gesloten.
Het schroefpaar heeft een enkele bewegingsgraad van vrijheid. Het mechanisme van lagere orde is een geometrisch gesloten systeem waarin alleen spiraalvormige beweging mogelijk is met een bepaalde stap. Beweging in hoek- en lineaire richting is strikt uniek.
Paar plat type, vlakcilinder, vlakbal. In deze mechanismen wordt krachtsluiting gebruikt. Volgens de klasse behoort de eerste tot de lagere, de rest - tot de hogere systemen. In de praktijk zijn dergelijke kinematische koppelingenparen niet gebruikt.
Classificatie
KP's worden als volgt geclassificeerd.
Op het type verbinding op het contactpunt
Paren van lagere orde zijn in contact met schakels langs de oppervlakken. Ze hebben een brede toepassing gevonden in de mechanica, hebben een eenvoudiger ontwerp dan hogere paren. Structureel staan hun schakels in contact met vliegtuigen en schuiven ze langs hen heen. Er is dus een gelijkmatige verdeling van de belasting in het element, maar de wrijving op het verbindingspunt van de schakels neemt respectievelijk toe. Het positieve aspect van paren van lage orde is dat het mogelijk is om grote ladingen van link naar link over te dragen.
Hogere kinematischeparen hebben schakels in contact langs een curve of op punten. Hun belangrijkste doel is om de mate van wrijving tussen de elementen van de schakels tijdens beweging te verminderen. Een klassiek voorbeeld van hogere paren zijn lagers of rollen. Het interne ontwerp van deze elementen heeft geen invloed op de beweging van in paren verbonden schakels. Om het mechanisme te vereenvoudigen, worden methoden gebruikt om hogere kinematische paren te vervangen door lagere analogen.
Door het soort relatieve beweging dat de schakels van het paar maken
- Rotatie.
- Progressief.
- Cylindrisch.
- Sferisch.
- Schroef.
- Plat.
Als er alleen paren in het mechanisme zijn die alleen de eerste vier soorten beweging gebruiken, dan wordt het hefboom genoemd.
Afhankelijk van het type communicatie tussen links
- Vanwege krachteffecten, zoals veerdruk, lichaamsmassa, samengeperst gas of vloeistof, traagheidskrachten.
- Vanwege het geometrische ontwerp van de elementen van het paar.
- Volgens de mate van mobiliteit van de schakels tijdens beweging.
- Door het aantal verbindingsvoorwaarden.
Omkeerbare en onomkeerbare mechanismen
Door de mogelijkheid van beweging van links in het systeem ten opzichte van de keuze van een voorwaardelijk vaste link, worden omkeerbare en onomkeerbare CP's onderscheiden.
Als in een mechanisme een element in een vrije toestand de relatieve beweging herha alt van een element in een voorwaardelijk stationaire toestand, dan wordt het kinematische paar als omkeerbaar beschouwd (voorbeeld - enkel bewegende paren).
Als in het mechanisme elk element in een vrije staat presteertzijn relatieve beweging is anders dan die van anderen, dan is zo'n paar onomkeerbaar.
Soorten tandwielen in de mechanica
Mechanische transmissie wordt opgevat als een mechanisch systeem dat de kinematica en energie van de motor omzet in een vorm die acceptabel is voor gebruik door de werkende organen van machines om in een bepaalde modus te functioneren.
Transmissies gebeuren:
- Type versnelling. Een dergelijke verbinding is gebouwd op cilindrische en conische elementen. De eerste brengen beweging in één vlak over, de laatste onder een hoek. Tandwielen worden gekenmerkt door compactheid en het vermogen om veel vermogen over te brengen. Ze zijn zeer efficiënt, maar maken geluid en moeten gesmeerd worden.
- Schroeftype. Naast de klassieke schroef omvat deze categorie ook hypoïde en wormwieloverbrengingen. Het laatste type mechanische overbrenging wordt gebruikt wanneer het nodig is om een grote overbrengingsverhouding te verkrijgen. Ze onderscheiden zich ook door hun stille en soepele werking en het vermogen om zelf te remmen. De nadelen zijn onder meer een laag rendement en hoge slijtage.
- Op flexibele elementen. Hier worden beweging en energie via verschillende riemen en kettingen in hetzelfde vlak overgedragen. Riemaandrijvingen zijn eenvoudig en kunnen lange afstanden overbruggen.
- Wrijvingstype. Bij dergelijke bindingen wordt de wrijvingskracht uitgeoefend. Ze worden gebruikt in mechanismen waarvan de werking onder moeilijke omstandigheden plaatsvindt.
B altype
Het belangrijkste doel van het kogelgewricht,zodat de trekstang van het stuurhuis via de hendel kan worden verbonden met het zwenkrek van het wiel. Het ontwerp van het scharnier bevat een punt; crackers, een veer, een klemdop, een balpen, een oliebus zijn erin ingebouwd. De veer drukt op de crackers van het kogelgewricht, die de pen met bolvormige oppervlakken vasthouden. Dit ontwerp zorgt ervoor dat het mechanisme operationeel blijft, zelfs als het wordt gedragen.
Scharnier scharnier
Scharnieren of luifels zijn mechanismen die zijn gebouwd op basis van een cilindrisch scharnier. Ze dienen om deuren, ramen, meubeldeuren te openen en te sluiten. Het ontwerp van het scharnier omvat twee rechthoekige doeken (kaarten) waarin bevestigingsgaten en een stang zijn geboord. Scharnierscharnieren zijn voornamelijk gemaakt van staal en verschillende legeringen.
Conclusie
Interessant is dat menselijke gewrichten alle hoofdtypen kinematische paren vertegenwoordigen die hierboven zijn beschreven. Daarom is de noodzaak om de processen die plaatsvinden in de mechanica te begrijpen duidelijk.
