Οποιοσδήποτε πολύπλοκος μηχανισμός στη μηχανολογία αποτελείται από ένα σύνολο απλών στοιχείων. Για να κατανοήσουμε πώς λειτουργεί το σύστημα ως σύνολο, είναι απαραίτητο να αναλυθεί η λειτουργία κάθε κόμβου. Και αυτό, πρώτα απ 'όλα, είναι μια κατανόηση του τι είναι ένα κινηματικό ζεύγος.
Βασικοί όροι
Αν πάρουμε δύο αντικείμενα (δεσμούς) που βρίσκονται σε επαφή μεταξύ τους, και ταυτόχρονα μια τέτοια σύνδεση είναι κινητή, τότε έχουμε ένα κινηματικό ζεύγος (KP). Το χαρακτηριστικό του χαρακτηριστικό είναι ένας ορισμένος περιορισμός στην κίνηση των συνδέσμων.
Ένα άκαμπτο σώμα μπορεί να έχει περιορισμένη ικανότητα κίνησης και, στη συνέχεια, υπάρχει κάτι όπως μια κατάσταση σύνδεσης. Υπολογίζονται έως και πέντε συνθήκες επικοινωνίας, λαμβάνοντας υπόψη την αλληλεπίδραση των συνδέσμων σε ένα ζεύγος. Εξ ου και ο χωρισμός σε τάξεις. Πέντε από αυτά βγήκαν για κινηματικά ζεύγη, καθένα από αυτά έχει το δικό του βαθμό κινητικότητας. Υπάρχουν έξι βαθμοί κινητικότητας στην τάξη. Όλη η σύγχρονη μηχανική βασίζεται στη χρήση των τριών τελευταίων κατηγοριών κινηματικών ζευγών.
Κάθε σώμα (σύνδεσμος) έχει τη δική του γεωμετρία. Επομένως, τα στοιχεία βρίσκονται σε επαφή μεταξύ τους, τα μέρη που αντιστοιχούν σε αυτή τη μορφή. Αποδεικνύεται ότι το CP θα μπορεί να εκτελέσει μόνο μια τέτοια κίνηση,που δεν θα έρχεται σε αντίθεση με τη γεωμετρία των συνδέσμων. Επιπλέον, για να γίνει οποιαδήποτε κίνηση μεταξύ τους, ένας σύνδεσμος πρέπει να είναι μόνιμα σταθερός και ο δεύτερος στο ζεύγος να επηρεάζεται.
Κάθε σημείο του συνδέσμου διέρχεται μια διαδρομή (τροχιά) τη στιγμή της κίνησης. Αυτή η τροχιά μπορεί να πάρει τη μορφή καμπύλης που βρίσκεται σε ένα επίπεδο. Όταν τα επίπεδα των καμπυλών της διαδρομής των συνδέσμων στο ζεύγος είναι παράλληλα μεταξύ τους, αυτό είναι ένα επίπεδο ζεύγος. Αν οι καμπύλες κίνησης των σημείων των συνδέσμων βρίσκονται σε τρισδιάστατο χώρο, το κινηματικό ζεύγος είναι χωρικό.
Προβολές
Υπάρχουν οι ακόλουθοι τύποι μηχανισμών.
Το ζεύγος περιστροφικού τύπου είναι ένα σύστημα μονής κίνησης. Οι σύνδεσμοι που αποτελούν ένα τέτοιο ζεύγος είναι ικανοί να εκτελούν μόνο μια χαρακτηριστική περιστροφή γύρω από τη ράβδο ή τον άξονα. Σε αυτή την περίπτωση, η επαφή των στοιχείων πραγματοποιείται στην επιφάνεια ενός κυλινδρικού σχήματος. Ένα τέτοιο γεωμετρικό σύστημα είναι κλειστό και ανήκει στο χαμηλότερο. Ο αναλογικός μηχανισμός στην περιοχή των υψηλότερων ζευγών έχει ένα ρουλεμάν.
Το ζεύγος μεταφραστικής αλληλεπίδρασης είναι το ίδιο με το προηγούμενο όσον αφορά την απλή κίνηση. Σε ένα τέτοιο σύστημα, οι σύνδεσμοι μπορούν να εκτελούν μεταφορική κίνηση μόνο σε ευθεία γραμμή. Ο μηχανισμός είναι το χαμηλότερο ζεύγος, κλειστό σε γεωμετρικές παραμέτρους.
Ζεύγος τύπου κυλίνδρων που αλληλεπιδρούν. Αυτό το σύστημα είναι ήδη δύο κινούμενο, η γεωμετρία του είναι κλειστή. Είναι το χαμηλότερο - οι σύνδεσμοι μπορούν να περιστρέφονται και να κινούνται προς τα εμπρός.
Ζεύγος σφαιρικού τύπουείναι ένα τριμερές σύστημα. Η ελευθερία ενός τέτοιου ζεύγους έχει έναν βαθμό που επιτρέπει στους συνδέσμους του να περιστρέφονται σε τρισδιάστατο χώρο, περιγράφοντας τους άξονες συντεταγμένων. Είναι επίσης ο χαμηλότερος γεωμετρικά κλειστός μηχανισμός.
Ζεύγος σφαιρικού τύπου με δάχτυλο - δύο κινούμενο. Η κίνηση (σχετικά ανεξάρτητη περιστροφή) των συνδέσμων σε αυτό το ζεύγος περιορίζεται από τον πείρο και την υποδοχή. Το ζεύγος της χαμηλότερης τάξης είναι γεωμετρικά κλειστό.
Το ζεύγος τύπου βίδας έχει βαθμό ελευθερίας μίας κίνησης. Ο μηχανισμός κατώτερης τάξης είναι ένα γεωμετρικά κλειστό σύστημα στο οποίο είναι δυνατή μόνο η ελικοειδής κίνηση με ένα συγκεκριμένο βήμα. Η κίνηση σε γωνιακή και γραμμική κατεύθυνση είναι αυστηρά μοναδική.
Ζεύγος επίπεδου τύπου, αεροπλάνο-κύλινδρος, αεροπλάνο-μπάλα. Σε αυτούς τους μηχανισμούς, χρησιμοποιείται δυναμικό κλείσιμο. Σύμφωνα με την τάξη, το πρώτο ανήκει στα κατώτερα, τα υπόλοιπα - στα ανώτερα συστήματα. Στην πράξη, τέτοια κινηματικά ζεύγη συνδέσμων δεν έχουν χρησιμοποιηθεί.
Ταξινόμηση
Τα KP ταξινομούνται ως εξής.
Ανάλογα με τον τύπο σύνδεσης στο σημείο επαφής
Ζεύγη κατώτερης τάξης έρχονται σε επαφή με συνδέσμους κατά μήκος των επιφανειών. Έχουν βρει ευρεία εφαρμογή στη μηχανική, έχουν πιο απλό σχεδιασμό από τα υψηλότερα ζεύγη. Δομικά, οι σύνδεσμοί τους έρχονται σε επαφή με αεροπλάνα και γλιστρούν κατά μήκος τους. Έτσι, υπάρχει ομοιόμορφη κατανομή του φορτίου μέσα στο στοιχείο, αλλά η τριβή στο σημείο σύνδεσης των συνδέσμων, αντίστοιχα, αυξάνεται. Η θετική πτυχή των ζευγών χαμηλής τάξης είναι ότι είναι δυνατή η μεταφορά μεγάλων φορτίων από σύνδεσμο σε σύνδεσμο.
Υψηλότερη κινηματικήΤα ζεύγη έχουν συνδέσμους σε επαφή κατά μήκος μιας καμπύλης ή σε σημεία. Ο κύριος σκοπός τους είναι να μειώσουν τον βαθμό τριβής μεταξύ των στοιχείων των συνδέσμων κατά την κίνηση. Ένα κλασικό παράδειγμα υψηλότερων ζευγών είναι τα ρουλεμάν ή οι κύλινδροι. Ο εσωτερικός σχεδιασμός αυτών των στοιχείων δεν επηρεάζει την κίνηση των συνδέσμων που συνδέονται σε ζεύγη. Για να απλοποιηθεί ο μηχανισμός, χρησιμοποιούνται μέθοδοι για την αντικατάσταση υψηλότερων κινηματικών ζευγών με χαμηλότερα ανάλογα.
Από τον τύπο της σχετικής κίνησης που κάνουν οι σύνδεσμοι του ζεύγους
- Περιστροφική.
- Προοδευτική.
- Κυλινδρικό.
- Σφαιρικό.
- Βίδα.
- Flat.
Αν υπάρχουν μόνο ζεύγη στον μηχανισμό που χρησιμοποιούν μόνο τους τέσσερις πρώτους τύπους κίνησης, τότε ονομάζεται μοχλός.
Ανάλογα με τον τύπο επικοινωνίας μεταξύ των συνδέσμων
- Οφείλονται σε επιδράσεις δύναμης, όπως πίεση ελατηρίου, μάζα σώματος, συμπιεσμένο αέριο ή υγρό, αδρανειακές δυνάμεις.
- Λόγω του γεωμετρικού σχεδιασμού των στοιχείων του ζεύγους.
- Ανάλογα με τον βαθμό κινητικότητας των συνδέσμων κατά την κίνηση.
- Από τον αριθμό των συνθηκών σύνδεσης.
Αναστρέψιμοι και μη αναστρέψιμοι μηχανισμοί
Με τη δυνατότητα κίνησης των συνδέσμων στο σύστημα σε σχέση με την επιλογή μιας υπό όρους σταθερής ζεύξης, διακρίνονται τα αναστρέψιμα και τα μη αναστρέψιμα CP.
Αν σε έναν μηχανισμό οποιοδήποτε στοιχείο σε ελεύθερη κατάσταση επαναλαμβάνει τη σχετική κίνηση ενός στοιχείου σε υπό όρους ακίνητη κατάσταση, τότε το κινηματικό ζεύγος θεωρείται αναστρέψιμο (παράδειγμα - μονοκίνητα ζεύγη).
Αν στον μηχανισμό εκτελεί κάθε στοιχείο σε ελεύθερη κατάστασηΗ σχετική κίνησή του είναι διαφορετική από άλλες, τότε ένα τέτοιο ζεύγος είναι μη αναστρέψιμο.
Τύποι γραναζιών στη μηχανική
Μηχανική μετάδοση νοείται ως ένα μηχανικό σύστημα που μετατρέπει την κινηματική και την ενέργεια του κινητήρα σε μορφή αποδεκτή για χρήση από τα σώματα εργασίας των μηχανών προκειμένου να λειτουργούν σε μια δεδομένη λειτουργία.
Οι μεταδόσεις γίνονται:
- Τύπος γραναζιού. Μια τέτοια σύνδεση βασίζεται σε κυλινδρικά και κωνικά στοιχεία. Τα πρώτα μεταδίδουν κίνηση σε ένα επίπεδο, τα δεύτερα υπό γωνία. Τα γρανάζια χαρακτηρίζονται από συμπαγή και ικανότητα μετάδοσης υψηλής ισχύος. Είναι πολύ αποδοτικά αλλά παράγουν θόρυβο και απαιτούν λίπανση.
- Τύπος βίδας. Εκτός από την κλασική βίδα, αυτή η κατηγορία περιλαμβάνει υποειδείς και ατέρμονες γρανάζια. Ο τελευταίος τύπος μηχανικής μετάδοσης χρησιμοποιείται όταν είναι απαραίτητο να επιτευχθεί μεγάλη σχέση μετάδοσης. Διακρίνονται επίσης για την αθόρυβη και ομαλότητα στη λειτουργία και την ικανότητα αυτοφρεναρίσματος. Τα μειονεκτήματα περιλαμβάνουν χαμηλή απόδοση και υψηλή φθορά.
- Σε ευέλικτα στοιχεία. Εδώ, η κίνηση και η ενέργεια μεταδίδονται στο ίδιο επίπεδο μέσω διαφόρων ζωνών και αλυσίδων. Οι ιμάντες κίνησης είναι απλοί και μπορούν να καλύψουν μεγάλες αποστάσεις.
- Τύπος τριβής. Σε δεσμούς αυτής της φύσης εφαρμόζεται η δύναμη της τριβής. Χρησιμοποιούνται σε μηχανισμούς, η λειτουργία των οποίων γίνεται σε δύσκολες συνθήκες.
Τύπος μπάλας
Ο κύριος σκοπός της σφαιρικής άρθρωσης,έτσι ώστε η ράβδος σύνδεσης της σχάρας τιμονιού να μπορεί να συνδεθεί μέσω του μοχλού με την περιστρεφόμενη σχάρα του τροχού. Ο σχεδιασμός του μεντεσέ περιλαμβάνει μια άκρη. κροτίδες, ένα ελατήριο, ένα καπάκι σύσφιξης, μια σφαιρική καρφίτσα, ένα λιπαντικό είναι ενσωματωμένα σε αυτό. Το ελατήριο πιέζει τις κροτίδες του σφαιρικού αρμού, που συγκρατούν τον πείρο με σφαιρικές επιφάνειες. Αυτός ο σχεδιασμός διασφαλίζει ότι ο μηχανισμός παραμένει λειτουργικός ακόμα και όταν φοριέται.
Μντεσέδες
Οι μεντεσέδες ή τα στέγαστρα είναι μηχανισμοί που κατασκευάζονται με βάση έναν κυλινδρικό μεντεσέ. Χρησιμεύουν για να ανοίγουν και να κλείνουν πόρτες, παράθυρα, πόρτες επίπλων. Ο σχεδιασμός του μεντεσέ περιλαμβάνει δύο ορθογώνιους καμβάδες (κάρτες) στους οποίους ανοίγονται τρύπες στερέωσης και μια ράβδος. Οι μεντεσέδες κατασκευάζονται κυρίως από χάλυβα και διάφορα κράματα.
Συμπέρασμα
Είναι ενδιαφέρον ότι οι ανθρώπινες αρθρώσεις αντιπροσωπεύουν όλους τους κύριους τύπους κινηματικών ζευγών που περιγράφονται παραπάνω. Επομένως, η ανάγκη κατανόησης των διεργασιών που συμβαίνουν στη μηχανική είναι προφανής.
