Vsak zapleten mehanizem v strojništvu je sestavljen iz niza preprostih elementov. Da bi razumeli, kako sistem kot celota deluje, je treba analizirati delovanje vsakega vozlišča. In to je najprej razumevanje, kaj je kinematični par.
Osnovni pogoji
Če vzamemo dva predmeta (veza), ki sta med seboj v stiku, hkrati pa je takšna povezava premična, potem imamo kinematični par (KP). Njegova posebnost je določena omejitev pri gibanju povezav.
Togo telo ima lahko omejeno zmožnost premikanja, potem pa obstaja nekaj takega, kot je pogoj povezave. Šteje se do pet komunikacijskih pogojev glede na interakcijo povezav v paru. Od tod tudi delitev na razrede. Pet jih je bilo izpeljanih za kinematične pare, vsak od njih ima svojo stopnjo mobilnosti. V razredu je šest stopenj mobilnosti. Vsa sodobna mehanika temelji na uporabi zadnjih treh razredov kinematičnih parov.
Vsako telo (povezava) ima svojo geometrijo. Zato so elementi v stiku med seboj, deli ustrezajo tej obliki. Izkazalo se je, da bo CP lahko izvedel samo takšno gibanje,kar ne bo v nasprotju z geometrijo povezav. Poleg tega mora biti ena povezava za kakršno koli premikanje drug proti drugemu trajno pritrjena, druga v paru pa je prizadeta.
Vsaka točka v povezavi prečka pot (traktorijo) v trenutku gibanja. Ta trajektorija je lahko v obliki krivulje, ki se nahaja na ravnini. Ko so ravnine krivulj poti členov v paru vzporedne med seboj, je to ploski par. Če se krivulje gibanja točk povezav nahajajo v tridimenzionalnem prostoru, je kinematični par prostorski.
Ogledi
Obstajajo naslednje vrste mehanizmov.
Par rotacijskega tipa je enogibni sistem. Povezave, ki sestavljajo tak par, so sposobne izvajati le značilno vrtenje okoli palice ali osi. V tem primeru se stik elementov izvede na površini valjaste oblike. Tak geometrijski sistem je zaprt in spada med najnižje. Analogni mehanizem v območju višjih parov ima kroglični ležaj.
Prevodni interakcijski par je enak prejšnjemu v smislu enojnega gibanja. V takem sistemu lahko povezave izvajajo samo translacijsko gibanje v ravni črti. Mehanizem je najnižji par, zaprt v geometrijskih parametrih.
Par tipa medsebojno delujočih valjev. Ta sistem je že dvopremičen, njegova geometrija je zaprta. Je najnižja - členi se lahko vrtijo in premikajo naprej v smeri naprej.
Sferični parje tristranski sistem. Svoboda takega para ima stopnjo, ki omogoča, da se njegove povezave vrtijo v tridimenzionalnem prostoru, ki opisuje koordinatne osi. Je tudi najnižji geometrijsko zaprt mehanizem.
Par sferičnega tipa s prstom - dvopremično. Gibanje (relativno neodvisno vrtenje) členov v tem paru je omejeno z zatičem in režo. Par najnižjega reda je geometrijsko zaprt.
Navojni par ima stopnjo svobode enega gibanja. Mehanizem nižjega reda je geometrijsko zaprt sistem, v katerem je z določenim korakom možno le vijačno gibanje. Gibanje v kotni in linearni smeri je strogo edinstveno.
Par ploščatega tipa, ravni cilinder, ravnina krogla. Pri teh mehanizmih se uporablja zapiranje s silo. Glede na razred prvi pripada nižjim, ostali - višjim sistemom. V praksi takšni kinematični pari povezav niso bili uporabljeni.
Razvrstitev
KP-ji so razvrščeni na naslednji način.
Po vrsti povezave na kontaktni točki
Pari nižjega reda so v stiku s členi vzdolž površin. Našli so široko uporabo v mehaniki, imajo enostavnejšo zasnovo kot višji pari. Strukturno so njihove povezave v stiku z letali in drsijo vzdolž njih. Tako je znotraj elementa enakomerna porazdelitev obremenitve, vendar se trenje na priključni točki povezav poveča. Pozitiven vidik parov nižjega reda je, da je mogoče prenašati velike obremenitve s povezave na povezavo.
Višja kinematikapari imajo povezave v stiku vzdolž krivulje ali v točkah. Njihov glavni namen je zmanjšati stopnjo trenja med elementi povezav med gibanjem. Klasičen primer višjih parov so ležaji ali valji. Notranja zasnova teh elementov ne vpliva na gibanje povezav, povezanih v parih. Za poenostavitev mehanizma se uporabljajo metode za zamenjavo višjih kinematičnih parov z nižjimi analogi.
Po vrsti relativnega gibanja, ki ga naredijo povezave para
- Rotacijsko.
- progresivno.
- Cilindrično.
- Sferično.
- Vijak.
- Ravno.
Če so v mehanizmu samo pari, ki uporabljajo samo prve štiri vrste gibanja, se imenuje vzvod.
Glede na vrsto komunikacije med povezavami
- Zaradi učinkov sile, kot so pritisk vzmeti, telesna masa, stisnjen plin ali tekočina, inercialne sile.
- Zaradi geometrijske zasnove elementov para.
- Glede na stopnjo mobilnosti povezav med premikanjem.
- Po številu pogojev povezave.
reverzibilni in nepovratni mehanizmi
Po možnosti premikanja povezav v sistemu glede na izbiro pogojno fiksne povezave se razlikujejo reverzibilne in nepovratne CP.
Če v mehanizmu kateri koli element v prostem stanju ponavlja relativno gibanje elementa v pogojno stacionarnem stanju, potem se kinematični par šteje za reverzibilnega (primer - enojno gibljivi pari).
Če v mehanizmu deluje vsak element v prostem stanjunjegovo relativno gibanje je drugačno od drugih, potem je tak par nepovraten.
Vrste prestav v mehaniki
Mehanski menjalnik se razume kot mehanski sistem, ki pretvarja kinematiko in energijo motorja v obliko, ki je sprejemljiva za delovna telesa strojev, da lahko delujejo v danem načinu.
Prenosi se zgodijo:
- Vrsta orodja. Takšna povezava je zgrajena na cilindričnih in stožčastih elementih. Prvi prenašajo gibanje v eni ravnini, drugi pod kotom. Za zobnike je značilna kompaktnost in sposobnost prenosa velike moči. So zelo učinkoviti, vendar povzročajo hrup in zahtevajo mazanje.
- Tip vijaka. Poleg klasičnega vijaka ta kategorija vključuje hipoidne in polžaste zobnike. Slednji tip mehanskega menjalnika se uporablja, ko je potrebno pridobiti veliko prestavno razmerje. Odlikujeta jih tudi tihost in uglajenost delovanja ter sposobnost samozaviranja. Pomanjkljivosti vključujejo nizko učinkovitost in veliko obrabo.
- Na fleksibilnih elementih. Tukaj se gibanje in energija prenašata v isti ravnini prek različnih pasov in verig. Jermenski pogoni so preprosti in lahko pokrivajo velike razdalje.
- Vrsta trenja. V vezi te narave se uporablja sila trenja. Uporabljajo se v mehanizmih, katerih delovanje poteka v težkih razmerah.
Vrsta žogice
Glavni namen krogličnega zgloba,tako da se lahko ojnica krmilne letve preko vzvoda poveže z vrtljivo letvico kolesa. Zasnova tečaja vključuje konico; vanjo so vgrajeni krekerji, vzmet, vpenjalna kapica, kroglični zatič, oljnik. Vzmet pritiska na krekerje krogličnega zgloba, ki držijo zatič s kroglastimi površinami. Ta zasnova zagotavlja, da mehanizem ostane deloval tudi, ko je obrabljen.
tečajni tečaj
Tečaji ali nadstreški so mehanizmi, zgrajeni na osnovi cilindričnega tečaja. Služijo za odpiranje in zapiranje vrat, oken, pohištvenih vrat. Zasnova tečaja vključuje dve pravokotni platni (karti), v katerih so izvrtane pritrdilne luknje in palica. Tečaji so izdelani predvsem iz jekla in različnih zlitin.
Sklep
Zanimivo je, da človeški sklepi predstavljajo vse zgoraj opisane glavne vrste kinematičnih parov. Zato je potreba po razumevanju procesov, ki se pojavljajo v mehaniki, očitna.
