Кинематична двойка: концепция, класификация. Сферичен болт, шарнирна връзка

Всеки сложен механизъм в инженерството се състои от набор от прости елементи. За да разберете как функционира системата като цяло, е необходимо да разглобите работата на всеки възел. И това е, преди всичко, разбиране за това какво е кинематична двойка.

Основни термини

Ако вземем два обекта (връзки), които се допират един до друг и по този начин тази връзка е мобилна, тогава имаме кинематична двойка (CP) пред нас. Неговата отличителна черта е определено ограничение в движението на връзките.

Солидното тяло може да има ограничена способност да се движи и след това има такова нещо като условие за комуникация. До петте условия на комуникация се отчитат, като се има предвид взаимодействието на връзките в двойката. Оттук и разделянето на класове. Те бяха изведени пет за кинематични двойки, всяка от които има своя собствена степен на мобилност. В класа има шест степени на мобилност. Всички съвременни механика се основават на прилагането на последните три класа кинематични двойки.

Всяко тяло (линк) има своя собствена геометрия. Следователно елементите, съответстващи на тази форма, също са в контакт. Оказва се, че KP ще може да изпълни само такова движение, което няма да противоречи на геометрията на връзките. Освен това, за да се направи всяко движение по отношение един към друг, една връзка трябва да бъде фиксирана постоянно, а втората в двойката е засегната.

Всяка точка в връзката по време на движението преминава по пътя (траекторията). Тази траектория може да има формата на крива, разположена на равнина. Когато равнините на местоположение на кривите на пътя на връзките в двойката са успоредни един на друг, това е плоска двойка. Ако кривите на движението на точките на връзките са разположени в триизмерно пространство, кинематичната двойка е пространствена.

видове

Съществуват следните видове механизми.

Ротационна двойка е една мобилна система. Връзките, съставляващи такава двойка, могат да извършват само характерно въртене около пръта или оста. В този случай контактът на елементите се осъществява на повърхността с цилиндрична форма. Такава геометрична система е затворена и принадлежи към долните. Аналоговият механизъм в областта на по-високите двойки е сферичен лагер.

Двойка прогресивно взаимодействие същата като предишната, по отношение на едноклетъчната мобилност. В такава система връзките могат да извършват само транслационно движение в праволинейна посока. Механизмът е най-ниската двойка, затворена в геометрични параметри.

Двойка от типа взаимодействащи цилиндри. Тази система вече е двустепенна, геометрията й е затворена. Това е по-ниско - връзките могат да се въртят и да се движат напред в посока напред.

Двойка от сферичен тип е триплътна система. Свободата на такава двойка има степен, която позволява на връзките да се въртят в триизмерно пространство, описващо координатните оси. Той е и най-ниският геометрично затворен механизъм.

Двойка от сферичен тип с пръст - Две движещи се. Движението (относително независимо въртене) на връзките в тази двойка е ограничено от пръста и слота. Долната двойка поръчки е геометрично затворена.

Двойка винтове тип има степен на свобода с една мобилност. Механизмът от най-нисък ред е геометрично затворена система, в която е възможно само едно спирално движение с определена стъпка. Изместването в ъглова и линейна посока е строго недвусмислено.

Двойка равнинни, равнинни цилиндрични, равнинни топки. При тези механизми се използва затваряне на силата. В класа първата се отнася до по-ниската, а останалата част към по-висшите системи. На практика такива кинематични двойки връзки не са намерили приложение.

класификация

KP имат следната класификация.

• По вид комуникация в мястото на контакта.

Двойките от най-ниския ред се свързват с връзки по повърхностите. Намират широко приложение в механиката, имат по-прост дизайн от по-високите двойки. Структурно, връзките им докосват самолетите и се плъзгат по тях. По този начин товарът се разпределя равномерно в елемента, но триенето в точката на съединяване на връзките съответно се увеличава. Положителният момент на двойките от най-ниския ред е, че е възможно да се прехвърлят големи товари от връзката към връзката.

По-високите кинематични двойки имат контактни точки по крива или в точки. Основната им цел е да намалят степента на триене между елементите на връзките по време на движението. Класически пример за по-високи двойки са лагерите или ролките. Вътрешният дизайн на тези елементи при движението на връзките, свързани към двойката, не се отразява. За опростяване на механизма се използват методи за заместване на по-високи кинематични двойки от по-ниски аналози.

• Чрез вида на относителното движение, което правят връзките на двойката.

1. Ротари.
2. Прогресивно.
3. Цилиндрични.
4. Сферични.
5. Вид винт.
6. Flat.

Ако механизмът съдържа само двойки, които използват само първите четири вида движения, тогава той се нарича тип лост.

• Чрез вида на комуникацията между връзките.

1. Чрез сила, например, пружинно налягане, телесно тегло, сгъстен газ или течност, инерционни сили.
2. Поради геометричния дизайн на елементите на двойката.

• С степента на мобилност на връзките по време на движението.
• Чрез броя на условията за комуникация.

Обратими и необратими механизми

Ако е възможно, движението на връзките в системата по отношение на избора на условно фиксирана връзка се отличава с обратими и необратими CP.

Ако в механизма всеки елемент в свободното състояние повтаря относителното движение на елемента в условно неподвижно състояние, тогава кинематичната двойка се счита за обратима (например - единични движещи се двойки).

Ако в механизма всеки елемент в свободното състояние прави относителното му движение различно от другите, тогава такава двойка е необратима.

Видове предавки в механиката

Чрез механична трансмисия се има предвид механична система, която преобразува кинематиката и енергията на двигателя във форма, която е приемлива за използване от работните тела на машините, за да функционира в даден режим.

Има програми:

• Назъбен тип. Тази връзка се основава на цилиндрични и конични елементи. Първият предава движението в една равнина, последната под ъгъл. Предавателните механизми се характеризират с компактност и възможност за прехвърляне на големи количества. Те са високоефективни, но създават шум по време на работа и изискват смазване.
• Вид винт. В допълнение към класическия винт тази категория включва хипоидни и червячни зъбни колела. Последният тип механична трансмисия се използва, когато е необходимо да се получи голямо предавателно отношение. Те се отличават и от безшумността и гладкостта в работата и способността за самоинхибиране. Недостатъците включват ниска ефективност и голямо износване.
• На гъвкави елементи. Тук движението и енергията се предават в една равнина благодарение на различни колани и вериги. Трансфери от колани са прости и могат да покрият големи разстояния.
• Тип на триене. В отношения от такова естество се използва фрикционна сила. Те се използват в механизми, които се експлоатират при трудни условия.

Тип сферичен шарнир

Основната цел на сферичната става е да позволи на напречната връзка на кормилния лост да бъде свързана чрез лоста с въртящата се маса на колелото. Дизайнът на шарнира включва върха - има бисквити, пружина, капачка за налягане, топка за щифт и маслена кутия. Пружината пресира топките на сферичната става, която повърхността на сферичната форма държи пръста си. Този дизайн гарантира, че механизмът функционира дори когато се износва.

Окачване на пантите

Пантите или козирките са механизми, изградени на базата на цилиндрична панта. Те служат за отваряне и затваряне на врати, прозорци, врати за мебели. Дизайнът на веригата включва две правоъгълни плата (карти), в които се пробиват фиксиращите отвори и ядрото. Пантите на шарнирите са направени главно от стомана и различни сплави.

заключение

Интересно е, че човешките стави са основните типове кинематични двойки, описани по-горе. Затова е очевидна необходимостта от разбиране на процесите, протичащи в механиката.