Koncepti i një çifti kinematik

Çift kinematik quhet lidhje e luajtshme e dy hallkave. Çiftet kinematike klasifikohen sipas kritereve të ndryshme:

1) sipas numrit të lidhjeve të mbivendosura në lëvizjen relative të lidhjeve të lidhura në një çift kinematik. Mbi këtë bazë, çiftet kinematike ndahen në klasa. Emërtimet e mëposhtme pranohen:

W është numri i shkallëve të lirisë
S është numri i lidhjeve të mbivendosura në lëvizjen relative të lidhjeve.

Një lidhje e lirë në hapësirë ​​ka gjashtë shkallë lirie. Kur lidhjet lidhen, disa nga këto shkallë lirie hiqen ("lidhjet janë të imponuara"). Marrëdhënia midis numrit të lidhjeve të mbivendosura dhe numrit të mbetur të shkallëve të lirisë në lëvizjen relative të lidhjeve është e dukshme:

ose

S=6–W,

Kështu, ekzistojnë pesë klasa çiftesh kinematike (nëse i heq të gjashtë shkallët e lirisë, do të marrësh një lidhje fikse).

Figura 2 tregon shembuj të disa çifteve kinematike.

Figura 2

Topi në lidhje me rrafshin (Figura 2b), pa e lënë atë, mund të kryejë lëvizje rrotulluese rreth të tre boshteve të koordinatave, si dhe të lëvizë përgjatë akseve "X" dhe "Y". Kur lëvizni përgjatë boshtit "Z", topi do të dalë nga avioni, d.m.th. do të ketë dy lidhje falas - çifti kinematik do të pushojë së ekzistuari. Kështu, një lidhje mbivendoset në lëvizjen relative të lidhjeve - ky është një çift kinematik i klasës I.

Në mënyrë të ngjashme, pa shkelur natyrën e kontaktit, cilindri nuk mund të lëvizet përgjatë boshtit "Z" dhe të rrotullohet rreth boshtit "Y" (Figura 2c), d.m.th. numri i lidhjeve është dy - një palë e klasës II. Një aeroplan në lidhje me një plan tjetër mund të lëvizë në mënyrë përkthimore përgjatë boshteve "X" dhe "Y", dhe gjithashtu të rrotullohet rreth boshtit "Z" pa e shqetësuar natyrën e kontaktit. E pamundur lëvizje përpara përgjatë boshtit "Z" dhe lëvizjet rrotulluese rreth boshteve "X" dhe "Y" (Figura 2d). Kështu, numri i lidhjeve është tre - një çift kinematik i klasës III.

Shënim: nëse një çift kinematik ka dy funksionale lëvizjet e lidhura(njëra nuk mund të ekzistojë pa tjetrën), ato japin një shkallë lirie.

Për shembull, një rrufe në qiell dhe një arrë përbëjnë një palë kinematike të klasës së pestë. Në këtë rast, ka dy lëvizje të dados me një rrufe fikse - një lëvizje rrotulluese rreth boshtit të bulonës dhe lëvizje përkthimore përgjatë këtij boshti, por nuk mund ta lëvizni dadrën përgjatë boshtit pa e kthyer atë, ose ta rrotulloni dadën në mënyrë që të mos lëvizë përgjatë boshtit. Për më tepër, duke ditur parametrat e fillit, është e lehtë të përcaktohet marrëdhënia midis këndit të rrotullimit dhe lëvizjes përkthimore të arrës.

Këto dy lëvizje formojnë një lëvizje komplekse (në këtë rast, spirale). Ajo përcakton një shkallë lirie në lëvizjen relative të këtyre hallkave, d.m.th. numri i lidhjeve është pesë;

2) sipas natyrës së kontaktit të lidhjeve të lidhura në një palë kinematike. Mbi këtë bazë, çiftet kinematike ndahen në më të larta dhe më të ulëta. Çiftet më të larta kanë një pikë ose kontakt linear të lidhjeve që përbëjnë këtë çift kinematik.

Në çiftin e poshtëm, lidhjet janë në kontakt me njëra-tjetrën përgjatë një sipërfaqeje (në një rast të veçantë, përgjatë një rrafshi).

Çiftet kinematike më të ulëta kanë një kapacitet mbajtës më të madh, tk. kanë një zonë të madhe kontakti (në çiftin e sipërm, zona e kontaktit është teorikisht e barabartë me zero, por në realitet ajo fitohet për shkak të elementeve të çiftit kinematik - "pika e kontaktit"). Por në çiftet e poshtme, një sipërfaqe rrëshqet në krahasim me tjetrin gjatë funksionimit, ndërsa në çiftet më të larta mund të ndodhë si rrëshqitja ashtu edhe rrotullimi.

Si rregull, rezistenca ndaj rrëshqitjes është më e madhe se rezistenca ndaj rrotullimit të një sipërfaqeje në krahasim me një tjetër, d.m.th. Humbjet e fërkimit në çiftin e sipërm (nëse përdoret vetëm rrotullimi) janë më pak se në çiftin e poshtëm (prandaj, për të rritur koeficientin veprim i dobishëm kushinetat e thjeshta zakonisht zëvendësohen me kushineta rrotulluese).

Çiftet kinematike të paraqitura në figurat 2b dhe 2c janë më të lartat, dhe çifti në figurën 2d është çifti kinematik më i ulët;

3) përgjatë trajektores së lëvizjes së pikave që i përkasin lidhjeve që përbëjnë çiftin kinematik. Mbi këtë bazë dallohen çiftet kinematike hapësinore dhe të sheshta.

Në një çift të sheshtë kinematik, të gjitha pikat lëvizin në një plan ose paralel, dhe trajektoret e lëvizjes së tyre janë kthesa të sheshta. Në çiftet hapësinore, pikat lëvizin në plane të ndryshme dhe kanë trajektore në formën e kthesave hapësinore.

Një numër i konsiderueshëm i mekanizmave të përdorur në praktikë janë mekanizma të sheshtë (sipas klasifikimit të I.I. Artobolevsky - mekanizmat e familjes së tretë), prandaj, është e nevojshme të merren parasysh më në detaje çiftet kinematike të sheshta.

Një lidhje e lirë e vendosur në një plan ka tre shkallë lirie (lëvizje përkthimore përgjatë boshteve të koordinatave dhe lëvizje rrotulluese rreth një boshti pingul me rrafshin e dhënë). Kështu, vendosja e një lidhjeje në një aeroplan i heq tre shkallë lirie prej tij (imponon tre lidhje). Por lidhja e kësaj lidhjeje me një tjetër në një çift kinematik imponon më shumë lidhje në lëvizjen relative (numri minimal është 1). Si rezultat, vetëm çifte kinematike mund të ekzistojnë në aeroplan, duke pasur dy ose një shkallë lirie në lëvizje relative.

Sipas klasifikimit të përgjithshëm bëhet fjalë për çifte të klasave të katërta dhe të pesta. Çiftet më të thjeshta të klasës së pestë ofrojnë vetëm një lëvizje - rrotulluese ose përkthimore (një çift kinematik rrotullues në teknologji quhet varëse, një çift përkthimor, për analogji me një lidhje lëvizëse përkthimore, nganjëherë quhet edhe rrëshqitës).

Dy shkallë lirie në lëvizje relative në një aeroplan zakonisht sigurojnë dy profile kontaktuese (në një diagramë kinematike, kontakti në një pikë; në një mekanizëm real, kjo mund të jetë një vijë që projektohet në një pikë). Kështu, çiftet kinematike të sheshta të klasës së pestë (mentesha dhe rrëshqitës) janë njëkohësisht çifte më të ulëta, dhe çiftet kinematike të klasës së katërt janë çifte më të larta.

Figura 3 tregon një paraqitje skematike të çifteve të sheshta kinematike.

4) sipas natyrës së mbylljes së lidhjeve të lidhura në një palë kinematike. Ekzistojnë dy lloje të çifteve kinematike që ndryshojnë nga njëri-tjetri në këtë aspekt. Çiftet kinematike me mbyllje gjeometrike dhe çiftet kinematike me mbyllje force.

Në çifte me mbyllje pozitive, konfigurimi i lidhjeve i pengon ato të ndahen gjatë funksionimit. Për shembull, lidhja e shufrës lidhëse me boshtin e gungës duke përdorur një kapak të shufrës lidhëse, ose ndonjë menteshë tjetër (derë me bllokim, dritare me kornizë dritareje, etj.).

Në çifte me një qark fuqie, kontakti i lidhjeve gjatë funksionimit sigurohet vazhdimisht forcë aktive. Në figurën 2, të gjitha çiftet kinematike janë çifte me forcë mbyllëse dhe pesha vepron si forcë mbyllëse. Nëse pesha nuk është e mjaftueshme, atëherë zakonisht përdoren elementë të ndryshëm elastikë (më shpesh susta) për të krijuar një forcë shtypëse.

Çift kinematik

konjugim i lëvizshëm i dy lidhjeve të forta, duke vendosur kufizime në lëvizjen e tyre relative nga kushtet e komunikimit. Secila prej kushteve të lidhjes eliminon një shkallë lirie , pra mundësia e një prej 6 lëvizjeve të pavarura relative në hapësirë. Në një sistem koordinativ drejtkëndor, janë të mundshme 3 lëvizje përkthimore (në drejtim të 3 boshteve të koordinatave) dhe 3 lëvizje rrotulluese (rreth këtyre boshteve). Sipas numrit të kushteve të komunikimit S K. p. ndahen në 5 klasa. Numri i shkallëve të lirisë K. p. W=6-S. Brenda çdo klase, artikujt K. ndahen në lloje sipas lëvizjeve të mbetura të mundshme relative të lidhjeve. Sipas natyrës së kontaktit të lidhjeve, K. p. e poshtme dallohen - me kontakt përgjatë sipërfaqeve, dhe ato më të larta - me kontakt përgjatë vijave ose në pika. Artikujt K. më të lartë janë të mundshëm për të 5 klasat dhe shumë lloje; më e ulët - vetëm 3 klasa dhe 6 lloje ( fig.1 ). Bëhet edhe dallimi midis c.p. të mbyllur gjeometrikisht dhe jo të mbyllur. oriz. një ), dhe së dyti, kërkohet një forcë shtypëse për mbyllje, e ashtuquajtura. mbyllja me forcë (për shembull, në një mekanizëm me kamerë). Në mënyrë konvencionale, bashkimet e lëvizshme me disa elementë rrotullues të ndërmjetëm (për shembull, kushineta me top dhe rul) dhe me elementë të ndërmjetëm të deformueshëm (për shembull, të ashtuquajturat mentesha pa reagime të pajisjeve me susta të sheshta) referohen si k. oriz. 2 ).

N. Ya. Niberg.

I madh enciklopedia sovjetike. - M.: Enciklopedia Sovjetike. 1969-1978 .

Shihni se çfarë është "çifti kinematik" në fjalorë të tjerë:

Lidhja e 2 hallkave të mekanizmit, duke lejuar lëvizjen relative të tyre. Çifti kinematik, në të cilin lidhjet preken në sipërfaqe, quhet ai i poshtëm (për shembull, një menteshë rrotulluese, një rrëshqitës përkthimor dhe një udhëzues). Çifti kinematik, ... ... Fjalori i madh enciklopedik

çift ​​kinematik- çift Lidhja e dy lidhjeve fqinje, duke lejuar lëvizjen relative të tyre. [Mbledhja e termave të rekomanduara. Çështja 99. Teoria e mekanizmave dhe e makinave. Akademia e Shkencave e BRSS. Komiteti i Terminologjisë Shkencore dhe Teknike. 1984] Temat e teorisë ... ... Manuali Teknik i Përkthyesit- kinematinė pora statusas T sritis fizika atitikmenys: angl. çift ​​kinematik vok. kinematisches Elementenpaar, n rus. çift ​​kinematik, f pranc. palë kinematike, f … Fizikos terminų žodynas

Lidhja e dy lidhjeve fqinje, duke i lejuar ato të lidhen. trafiku. Sipërfaqet, linjat, pikat, në të cilat një lidhje mund të vijë në kontakt me një lidhje tjetër, të quajtura. elementet e lidhjes. K. p. ndahen në më të ulëta (sipërfaqe kontakti) dhe më të larta ... ... Fjalor i madh enciklopedik politeknik

çift ​​kinematik- çifti kinematik Lidhja e dy trupave të ngurtë të mekanizmit, duke lejuar lëvizjen e tyre relative të dhënë. Kodi IFToMM: 1.2.3 Seksioni: KONCEPTET E PËRGJITHSHME TË TEORISË SË MEKANIZMAVE DHE MAKINIMEVE ... Teoria e mekanizmave dhe makinerive

çift- çift kinematik; çift ​​Një lidhje e dy lidhjeve të njëpasnjëshme, duke lejuar lëvizjen relative prej tyre. dy forca; sistemi çift dy forcat paralele, e barabartë në vlerë absolute dhe e drejtuar në drejtime të kundërta ...

çifti i sipërm- Një çift kinematik në të cilin lëvizja e kërkuar relative e lidhjeve mund të merret vetëm duke prekur elementët e tij përgjatë vijave dhe në pikat ... Fjalor shpjegues terminologjik politeknik

Natyra e lëvizjes relative të lidhjeve të lejuara nga çifti kinematik varet nga forma e lidhjeve në pikat e tyre të kontaktit.

Seti i formave të pikave të mundshme të kontaktit në secilën prej dy lidhjeve element çift ​​kinematik. Një element i një çifti kinematik mund të jetë pika , linjë , sipërfaqe.

Çiftet kinematike elementi i të cilave pika ose linjë , quhen më të larta ; çiftet kinematike, elementi i të cilave sipërfaqe , thirrur inferiore .

Në varësi të gjeometrisë së njërës (ose të të dyjave) lidhjeve kontaktuese, dallohen çiftet kinematike: sferike, konike, cilindrike, planare, spirale.

Sipas natyrës së lëvizjes relative të lidhjeve të lejuara nga çifti kinematik, dallohen rrotulluese (B), përkthimore (P), përkthimore rrotulluese (B + P) dhe me lëvizje me vidë të VP. . Dallimi midis çifteve të tipit B + P dhe VP është se në të parën, lëvizjet relative (rrotulluese dhe përkthimore) janë të pavarura, dhe në të dytën, njëra lëvizje nuk mund të kryhet pa tjetrën.

Së bashku me çiftet e lidhjeve që janë në kontakt përgjatë së njëjtës sipërfaqe, vijë ose pikë, çiftet me kontakt të shumëfishtë përdoren në praktikë. Kjo është ose një përsëritje e elementeve të ndërveprimit (vidhë, vidhos me shumë nisje, çifte ingranazhesh), ose përdorimi i kontaktit të njëkohshëm përgjatë sipërfaqes dhe vijës (çifti sferik me një kunj), përgjatë sipërfaqeve cilindrike dhe të sheshta (çift me një çelës rrëshqitës ). Përsëritja e kontaktit midis lidhjeve karakterizon ekuivalencën e çifteve të llojeve të ndryshme. Një çift me një kontakt me tre pika mund të jetë i barabartë me një çift të poshtëm planar ose sferik për sa i përket natyrës së lëvizjes së lidhjeve.

Për trup i fortë, duke lëvizur lirshëm në hapësirë, numri i shkallëve të lirisë (numri i lëvizjeve të mundshme të sistemit mekanik të pavarur nga njëri-tjetri) është gjashtë: tre përkthimore përgjatë boshteve X, Y, Z dhe tre rrotullues rreth këtyre akseve (Fig. 2.1 ).

Për lidhjet e përfshira në një çift kinematik, numri i shkallëve të lirisë është gjithmonë më pak se gjashtë, pasi kushtet e kontaktit (lidhjet) zvogëlojnë numrin e lëvizjeve të mundshme të një lidhjeje në lidhje me një tjetër: një lidhje nuk mund të depërtojë në një tjetër dhe nuk mund të lëvizë. larg saj.

Në rastin e përgjithshëm, çdo çift kinematik imponon lidhje S në lëvizjen relative të lidhjeve, duke lejuar H=6 - S lëvizje relative të lidhjeve. Në varësi të numrit të lidhjeve të mbivendosura S (shkallët e mbetura të lirisë H), dallohen 5 klasa çiftesh kinematike. Një klasifikim i tillë i çifteve kinematike u propozua nga I.I. Artobolevsky (tabela 2.1)

Tabelat 2.2-2.4 tregojnë shembuj të projektimit të çifteve kinematike. Çiftet e paraqitura në tabelat 2.2 dhe 2.4 janë klasifikuar bazuar në supozimin se nuk ka fërkime dhe deformime të lidhjeve. Fërkimi lejon që çifte të veçanta të përdoren në ingranazhet e fërkimit. Duke pasur parasysh deformimin, çiftet me kontakt pikë mund të shndërrohen në çifte me kontakt sipërfaqësor.

Tabela 2.1

Llojet e çifteve kinematike

Postuar ne /

PREZANTIMI

1.Konceptet dhe përkufizimet bazë në teorinë e mekanizmave

3. Zinxhirët kinematikë

LITERATURA

PREZANTIMI

Tema e punës së kontrollit është "Analiza strukturore e mekanizmave" në disiplinën "Teoria e mekanizmave dhe makinave".

Qëllimi i punës: formimi i njohurive për analizën strukturore të mekanizmave.

Objektivat e punës: të njihen me parimet e formimit të mekanizmave dhe sistemin e klasifikimit të tyre.

Pyetjet kryesore të temës:

Konceptet dhe përkufizimet bazë në teorinë e mekanizmave;

Çiftet kinematike dhe klasifikimi i tyre;

Zinxhirët kinematikë;

Shkalla e lëvizshmërisë së një zinxhiri të sheshtë kinematik;

Parimi i formimit të mekanizmave.

Konceptet dhe përkufizimet bazë në teorinë e mekanizmave

Teoria e mekanizmave dhe makinave studion strukturën, kinematikën dhe dinamikën e mekanizmave dhe makinave.

Një mekanizëm është një sistem i krijuar artificialisht i trupave të krijuar për të kthyer lëvizjen e një ose më shumë trupave në lëvizjet e kërkuara të trupave të tjerë.

Trupat e ngurtë që përbëjnë mekanizmin quhen lidhje.

Çdo pjesë e lëvizshme ose grup pjesësh që formon një sistem të ngurtë të lëvizshëm trupash quhet hallka e lëvizshme e mekanizmit.

Të gjitha pjesët fikse formojnë një sistem të ngurtë fiks trupash, të quajtur lidhje ose raft fiks.

Prandaj, çdo mekanizëm ka një lidhje fikse dhe një ose më shumë lidhje lëvizëse.

Lidhja e dy lidhjeve kontaktuese, duke lejuar lëvizjen e tyre relative, quhet çift kinematik.

Sipërfaqet, linjat, pikat e një lidhjeje, përgjatë të cilave ajo mund të hyjë në kontakt me një lidhje tjetër, duke formuar një çift kinematik, quhen elemente lidhjeje.

Një sistem i lidhur lidhjesh që formojnë çifte kinematike me njëra-tjetrën quhet zinxhir kinematik.

Mekanizmi - ekziston një zinxhir kinematik që përdoret për të kryer lëvizjen e kërkuar.

Mekanizmat që përbëjnë makinën janë të ndryshëm. Nga pikëpamja e qëllimit të tyre funksional, mekanizmat e makinerive ndahen në llojet e mëposhtme:

a) mekanizmat e motorëve dhe konvertuesve:

mekanizmat e motorit shndërrojnë lloje të ndryshme të energjisë në punë mekanike;

mekanizmat e konvertuesit kryejnë shndërrimin e punës mekanike në lloje të tjera të energjisë;

b) mekanizmat e transmetimit që transferojnë lëvizjen nga motori në makinën teknologjike ose organin ekzekutiv;

c) aktivizuesit që ndikojnë drejtpërdrejt në mjedisin ose objektin e përpunuar;

d) mekanizmat e menaxhimit, kontrollit dhe rregullimit që kontrollojnë procesin teknologjik, kontrollin, etj.;

e) mekanizmat për numërimin, peshimin dhe paketimin automatik të përdorur në makinat që prodhojnë produkte në masë.

2. Dyshet kinematike dhe klasifikimi i tyre

Vetia kryesore e një çifti është numri i parametrave gjeometrikë që mund të përdoren për të përcaktuar pozicionin relativ të lidhjeve të lidhura. Për shembull, kur prekni sipërfaqen e rrotullimit, pozicioni relativ i lidhjeve përcaktohet plotësisht duke vendosur vetëm një parametër - këndin e rrotullimit relativ të lidhjeve në planin pingul me boshtin e rrotullimit.

Kur prekni një sipërfaqe sferike, ekzistojnë tashmë tre parametra të tillë - këto janë këndet e rrotullimit rreth tre akseve reciprokisht pingul që kryqëzohen në qendër të sferës.

Për rrjedhojë, elementët e çiftit kinematik vendosin disa kufizime në lëvizjen relative të lidhjeve, duke lidhur koordinatat e pikave të të dy lidhjeve në një mënyrë të caktuar.

Kufizimet e vendosura nga elementët e një çifti kinematik në lëvizjen relative të lidhjeve që formojnë çiftin quhen kufizime dhe kontrollet që shprehin këto kufizime quhen ekuacione kufizimesh.

Le të shqyrtojmë se çfarë lidhjesh dhe në çfarë sasie mund të imponohen në lëvizjen relative të lidhjeve të një çifti kinematik.

Siç dihet, në rastin e përgjithshëm, çdo trup absolutisht i ngurtë që lëviz lirshëm në hapësirë ​​ka gjashtë shkallë lirie:

tre rrotullime rreth boshteve X, Y, Z dhe tre lëvizje përkthimore përgjatë të njëjtit bosht.

Kufizimet e vendosura në lëvizjen relative të një lidhjeje të një çifti kinematik kufizojnë të njëjtat lëvizje të mundshme relative që kanë lidhjet në një gjendje të lirë.

Si rezultat i këtyre kufizimeve, disa nga gjashtë lëvizjet e mundshme relative të një lidhjeje që lëviz lirshëm bëhen të lidhura për të. Lëvizjet e mundshme të pavarura të mbetura përcaktojnë numrin e shkallëve të lirisë së lidhjeve të çiftit kinematik në lëvizjen e tyre relative.

Çiftet kinematike, në varësi të numrit të kushteve të lidhjes të vendosura në lëvizjen relative të lidhjeve të saj, ndahen në pesë klasa:

Një çift i klasës I - (Fig. 1 a) një çift me pesë lëvizje, ka një numër shkallësh lirie lidhjesh të barabartë me pesë dhe një numër kushtesh lidhjesh të barabartë me 1;

Një çift i klasës II - (Fig. 1b) një çift me katër lëvizje, numri i shkallëve të lirisë së lidhjes së çiftit kinematik është katër, numri i kushteve të lidhjes është 2;

Një çift i klasës III - (Fig. 1 c, i, d) një çift me tre lëvizje, numri i shkallëve të lirisë së lidhjes së çiftit kinematik është tre, numri i kushteve të lidhjes është 3;

Një palë e klasës IV - (Fig. 1 e, i, f) një çift me dy lëvizje, numri i shkallëve të lirisë së lidhjes është 2, numri i kushteve të lidhjes është 4;

Një çift i klasës V është (Fig. 1 g, h. i) një palë lëvizëse (çift rrotullues), numri i shkallëve të lirisë së lidhjes është i barabartë me një, numri i kushteve të lidhjes është 5.

Çiftet kinematike ndahen në hapësinore dhe të sheshta. Çiftet kinematike hapësinore janë çifte, pikat e lidhjes së të cilave në lëvizjen relative përshkruajnë kthesat hapësinore. Çiftet kinematike planare quhen çifte të tilla, pikat e lidhjeve të të cilave në lëvizje relative lëvizin në plane paralele, d.m.th. trajektoret e tyre janë kthesa të rrafshëta. Në inxhinierinë mekanike moderne, mekanizmat e sheshtë, lidhjet e të cilave përfshihen në çiftet e klasave IV dhe V, përdoren veçanërisht gjerësisht.

Çiftet kinematike ndryshojnë gjithashtu në natyrën e kontaktit të lidhjeve. Nëse elementet e një çifti kinematik janë të tillë që në çdo pozicion relativ të lidhjeve të kenë kontakt në sipërfaqe, atëherë çifti quhet më i ulëti. Nëse prekja ndodh në pika të veçanta ose përgjatë vijave, atëherë çifti quhet më i larti.

Me lëvizjen relative të lidhjeve që formojnë çiftin e poshtëm, sipërfaqet e kontaktit të tyre rrëshqasin njëra mbi tjetrën. Nëse lidhjet formojnë një çift më të lartë, atëherë lëvizja e tyre relative mund të ndodhë si me rrëshqitje të elementeve të çiftit, ashtu edhe pa të - duke rrotulluar.

3. Zinxhirët kinematikë

Vargjet kinematike sipas natyrës së lëvizjes relative të hallkave ndahen në të sheshtë dhe hapësinorë. Një zinxhir kinematik quhet i sheshtë nëse pikat e lidhjeve të tij përshkruajnë trajektoret që shtrihen në plane paralele. Një zinxhir kinematik quhet hapësinor nëse pikat e lidhjeve të tij përshkruajnë trajektore jo planare ose trajektore që shtrihen në plane të kryqëzuara.

Sipas llojit të lidhjeve të përfshira në zinxhirët kinematikë, këto të fundit ndahen në të thjeshta dhe komplekse.

Një zinxhir i thjeshtë është një zinxhir i tillë në të cilin çdo hallkë përfshihet në jo më shumë se dy çifte kinematike (Fig. 2).

Një zinxhir kompleks kinematik është një zinxhir në të cilin ka të paktën një hallkë të përfshirë në më shumë se dy çifte kinematike (Fig. 3).

Fig.2 Fig.3

Një zinxhir kinematik quhet i mbyllur, secila hallkë e të cilit përfshihet në dy ose më shumë çifte kinematike.

Një zinxhir i hapur kinematik është një zinxhir kinematik në të cilin ka lidhje të përfshira vetëm në një çift kinematik.

Me një numër të barabartë lidhjesh lëvizëse, zinxhirët e mbyllur kanë më pak shkallë lirie sesa ato të hapura. Qarqet e mbyllura përdoren gjerësisht në qarqet kinematike të makinave të punës, veglave të makinerive, makinave automatike, etj., qarqeve të hapura - në qarqet e manipuluesve dhe robotëve.

Në makina, zakonisht përdoren zinxhirë të tillë kinematikë, në të cilët njëra nga hallkat është e palëvizshme, d.m.th. është një qëndrim. Për shembull, në mekanizmin e një motori me djegie të brendshme, fiksimi, shufra lidhëse, pistoni dhe cilindri formojnë një zinxhir kinematik, në të cilin cilindri me kornizën e motorit është një lidhje fikse (raft) (Fig. 4 a, b).

Lidhja e mekanizmit, e cila ndikohet nga forcat e jashtme që e vënë atë në lëvizje, quhet hallka drejtuese. Lidhja në të cilën aplikohen rezistenca të dobishme, për hir të tejkalimit të së cilës është ndërtuar mekanizmi, quhet hallkë e shtyrë.

Fig.4 a Fig.4 b

Kur studiohet kinematika e mekanizmit, lëvizja e njërës prej lidhjeve konsiderohet e dhënë. Ajo quhet hyrje. Lidhja, lëvizjen e së cilës duan ta përcaktojnë në varësi të lëvizjes së hyrjes, quhet dalje. Në shembullin tonë, rrëshqitësi është lidhja e daljes, fiksimi është lidhja hyrëse.

4. Shkalla e lëvizshmërisë së një zinxhiri të sheshtë kinematik

mekanizëm i sheshtë i zinxhirit kinematik të avullit

Çdo trup i lirë gjatë lëvizjes paralele në plan ka tre shkallë lirie, prandaj, përpara se të lidhnin lidhjet K në çifte kinematike, të gjithë kishin 3K shkallë lirie.

Kur lidhni lidhjet në çifte kinematike, këto të fundit u heqin atyre një numër të caktuar shkallësh lirie: çiftet e klasës V-të në mekanizmat e sheshtë heqin dy shkallë lirie (nga tre), duke lënë një; çiftet e klasës IV heqin një shkallë lirie, duke lënë dy.

Kështu, një zinxhir i sheshtë kinematik do të ketë sasinë e mëposhtme të lirisë:

H = 3K - 2p1 - p2

Nëse një lidhje e zinxhirit kinematik është e fiksuar, atëherë numri i shkallëve të lirisë do të ulet me tre të tjera dhe, në lidhje me lidhjen fikse, do të jetë i barabartë me:

W = H - 3 ose W=3 (k-1) - 2p1 - p2

Duke treguar k - 1 \u003d n (numrin e lidhjeve në lëvizje), më në fund marrim:

W = 3n - 2p1 - p2

n është numri i lidhjeve lëvizëse të zinxhirit kinematik;

p1 - ​​numri i çifteve më të larta (duke mbivendosur një kusht lidhjeje);

p2 është numri i çifteve më të ulëta në zinxhirin kinematik (duke vendosur dy kushte lidhjeje secila).

Pra, zinxhiri kinematik i motorit ka 3 lidhje lëvizëse, 3 palë rrotullimesh dhe 1 palë përkthimore, gjithsej 4 çifte të poshtme. Kështu për të

W = 3 3 - 2 4 =1

Numri i shkallëve të lirisë së zinxhirit kinematik në raport me lidhjen fikse W quhet shkalla e lëvizshmërisë së zinxhirit kinematik.

Formula për përcaktimin e shkallës së lëvizshmërisë së zinxhirit kinematik u mor për herë të parë nga shkencëtari i famshëm rus P.L. Chebyshev në 1869 dhe mban emrin e tij. Kjo formulë është e përshtatshme vetëm për zinxhirët kinematikë planar.

Duke pasur parasysh kombinime të ndryshme të këtyre numrave, mund të merren grupe të llojeve të ndryshme. Të gjitha grupet e fituara në këtë mënyrë mund të ndahen në klasa.

Merrni parasysh klasifikimin strukturor të mekanizmave të sheshtë.

Le të quajmë me kusht lidhjen drejtuese dhe raftin, të cilat formojnë një çift kinematik të klasës V, një mekanizëm të klasës I (Fig. 5).

Formimi i çdo mekanizmi planar mund të përfaqësohet si një bashkëngjitje sekuenciale e grupeve të lidhjeve që plotësojnë kushtin W = 0 me mekanizmin fillestar.

lidhja kryesore lidhja kryesore

Fig.5

Për shembull, grupi i parë (Fig. 6.a) është i bashkangjitur në një mekanizëm të klasës I (lidhja kryesore dhe rafti), grupi tjetër - ose në lidhjet e grupit të parë, ose pjesërisht me lidhjet e grupit të parë dhe lidhja kryesore ose te rafti, etj.

Mekanizmat e formuar nga bashkimi i disa grupeve në një mekanizëm të klasës I, si vetë mekanizmi, kanë një shkallë lëvizshmërie të barabartë me një, pasi grupet nuk ndryshojnë shkallën e lëvizshmërisë së mekanizmit në të cilin janë bashkangjitur.

Mekanizmat mund të formohen edhe duke bashkuar grupe njëkohësisht me disa mekanizma të klasës I (Fig. 6.b). Në këto raste, shkalla e lëvizshmërisë së mekanizmave që rezultojnë do të jetë e barabartë me numrin e mekanizmave të klasës I në të cilat janë bashkangjitur grupe të tilla, d.m.th. numri i lidhjeve kryesore të mekanizmit që rezulton.

a) 2 - lidhje kryesore b) 2 dhe 5 - lidhje kryesore

Oriz. 6

Një grup lidhjesh (Fig. 7), i cili ka dy lidhje dhe tre çifte të klasës V, quhet një grup i klasës II të rendit të dytë ose një grup Assur me dy drejtime. (Ky grup është i lidhur me mekanizmin kryesor me dy zinxhirë BC dhe CD).

Rendi i grupit përcaktohet nga numri i elementeve me të cilët grupi është i lidhur me mekanizmin kryesor.

Mekanizmat, të cilët përfshijnë grupe klasash jo më të larta se e dyta, quhen mekanizma të klasës II.

Fig.7

Të gjitha llojet e mëvonshme të klasës së grupit II mund të merren duke zëvendësuar çiftet individuale rrotulluese me çifte përkthimore.

Lloji i dytë është ai në të cilin njëri nga çiftet rrotulluese ekstreme zëvendësohet nga një çift përkthimor (Fig. 8).

Oriz. tetë

Lloji i tretë - çifti translator zëvendësohet me çiftin e mesëm rrotullues (Fig. 9).

Pamja e katërt - dy çifte rrotulluese ekstreme zëvendësohen nga dy çifte përkthimore (Fig. 10).

Fig.10

Lloji i pestë - çiftet translatore zëvendësohen me çifte rrotulluese ekstreme dhe të mesme (Fig. 11).

Fig.11

Kështu, në mekanizmat e sheshtë me çifte rrotulluese, përkthimore dhe më të larta të klasave IV dhe V, dallohen pesë grupe të klasës II. Shumica e mekanizmave modernë të përdorur në teknologji i përkasin mekanizmave të klasës II.

Le të shqyrtojmë tani kombinimin e dytë të mundshëm të numrave të lidhjeve dhe çifteve kinematike. Grupi tjetër për sa i përket numrit të lidhjeve duhet të përmbajë katër lidhje dhe gjashtë çifte të klasës V (Fig. 12). Për këtë kombinim, mund të përftohen tre lloje zinxhirësh kinematikë, parimet strukturore të formimit të të cilave janë të ndryshme.

Zinxhiri i parë kinematik është një zinxhir kinematik i hapur më kompleks dhe është një grup i klasës III të rendit të tretë dhe quhet grup me tre priza.

Fig.12

Lidhja EFC është lidhja bazë.

Mekanizmat, të cilët përfshijnë grupe jo më të larta se grupet e klasës III të rendit të tretë, quhen mekanizma të klasës III (Fig. 13).

Fig.13

Zinxhiri i dytë kinematik është një zinxhir i mbyllur kinematik, i cili lidhet me lidhjet "k" dhe "m" të mekanizmit kryesor jo nga elementët e zinxhirëve, por nga elementët e lirë B dhe G që u përkasin lidhjeve bazë (Fig. 14 ).

Fig.14

Ky grup, përveç dy njësive bazë BCD dhe EGF, të cilat formojnë dy sythe të mbyllura të ngurtë, ka një CEFD me unazë të mbyllur me katër anë (Fig. 15).

Grupet që përfshijnë qarqe të mbyllura të lëvizshme me katër anë klasifikohen si grupe të klasës IV.

Lloji i tretë i zinxhirit kinematik: ky zinxhir ndahet në dy grupe të thjeshta të klasës II - BCD dhe EFG - dhe për këtë arsye u përket atyre të konsideruara më parë dhe nuk përfaqëson asgjë thelbësisht të re (Fig. 16).

Oriz. 1.15 Fig.1.16

Prandaj, grupi i klasës II përfshin një qark të njëanshëm, grupi i klasës III përfshin një qark të mbyllur me tre anë dhe grupi i klasës IV përfshin një qark të mbyllur me katër anë. Të gjitha grupet e konsideruara fitohen nga ndryshimet përkatëse në strukturën e kontureve.

LITERATURA

Artobolevsky I.I. Teoria e mekanizmave dhe makinerive. M, 1975, faqe 48-90.

Puna e makinës qepëse. Ndërtimi i një skeme kinematike dhe trajektoreve të pikave të punës të mekanizmave të marrjes së gjilpërës dhe fillit. Përcaktimi i shpejtësive dhe përshpejtimeve të lidhjeve të mekanizmave të marrjes së gjilpërës dhe fijes, ndërtimi i një plani nxitimi. Analiza e forcës së mekanizmave.

Analiza strukturore, ndërtimi i pozicioneve të mekanizmit dhe planet e shpejtësisë për punën dhe lëvizje boshe, pozicionet ekstreme të sipërme dhe të poshtme. Ndërtimi i planeve të nxitimit, llogaritja kinetostatike e mekanizmit. Përcaktimi i forcave të inercisë dhe forcave të gravitetit të lidhjeve.

Studimi strukturor dhe kinematik i mekanizmit: përshkrimi i skemës; ndërtimi i planeve të shpejtësisë. Përcaktimi i reaksioneve në çifte kinematike; llogaritja e forcës së lidhjes drejtuese nga N.E. Zhukovsky. Sinteza e mekanizmit të ingranazheve dhe kamerës.

Llogaritja e dimensioneve dhe parametrave të mekanizmit të levës. Ndërtimi i diagramit të momenteve të reduktuara të inercisë, momenteve të reduktuara të forcave, punës forcat lëvizëse dhe forcat e rezistencës, ndryshimet energjia kinetike. Karakteristikat e ligjit të lëvizjes në fazën e afrimit.

Analiza strukturore e mekanizmit të rrëshqitësit me fiksim, identifikimi i përbërjes strukturore të tij. Sinteza e skemës kinematike. Analiza Kinematike mekanizëm i sheshtë. Përcaktimi i forcave që veprojnë në hallkat e mekanizmit. Metoda kinetostatike e analizës së forcës.

Konceptet bazë dhe përkufizimi i makinave, mekanizmave, lidhjeve dhe çifteve kinematike. Grupet asiriane. Llogaritja e numrit të shkallëve të lirisë së mekanizmave të sheshtë dhe hapësinorë, analiza e strukturës së mekanizmave të levës së sheshtë. Lidhjet pasive dhe lëvizshmëria e tepërt.

Diagrami kinematik i mekanizmit të mekanizmit të fiksimit të fiksimit. Pozicioni fillestar i lidhjes drejtuese. Diagramet kinematike, planet e shpejtësisë dhe nxitimit. Përcaktimi i momentit të balancimit në fiksimin e makinës, verifikimi me metodën e levës Zhukovsky.

Pajisja, parimi i funksionimit dhe qëllimi i automatit. Analiza kinematike dhe zgjedhja e motorit elektrik. Përcaktimi i pikës së aplikimit dhe drejtimi i forcës balancuese. Ndërtimi i diagramit të ndryshimit të energjisë kinetike dhe shpejtësisë së vërtetë.

Llogaritja e tolerancave për lidhjet përbërëse të zinxhirit dimensional, duke siguruar vlerën e lidhjes së dhënë mbyllëse të kutisë së marsheve TsD2-35-VM brenda kufijve të përcaktuar nga detyra. Kryerja e llogaritjeve me metoda: maksimum-minimum, probabilistik dhe rregullues.

Skema kinematike e mekanizmit të varur. Përcaktimi i gjatësisë së skenës dhe faktorit të shkallës së gjatësisë. Ndërtimi i një plani të pozicionit të mekanizmit për një pozicion të caktuar fiksimi duke përdorur metodën serif. Ndërtimi i një plani shpejtësie. Llogaritja e nxitimit këndor të prapaskenës.

Informacion bazë për makinat dhe mekanizmat. Energjia dhe grupet e punës së makinerive. Konceptet e transmetimit mekanik, ngasjes dhe boshtit të shtyrë. Raporti i ingranazheve të rripit dhe transmetimit të marsheve. Sistemi i sheshtë i forcave. Shpërndarja e sforcimeve gjatë përdredhjes.

Analiza strukturore, dinamike dhe kinetostatike e një mekanizmi me levë të sheshtë. Përcaktimi i shpejtësive këndore të lidhjeve të tij; forcat e jashtme dhe momentet e inercisë që veprojnë në secilën lidhje dhe çift kinematik. Llogaritja e projektimit të mekanizmit për forcë.

Një çift kinematik është një lidhje e lëvizshme e dy lidhjeve të njëpasnjëshme që u siguron atyre një lëvizje të caktuar relative. Elementet e një çifti kinematik janë një grup Sipërfaqesh vijash ose pikash përgjatë të cilave ndodh një lidhje e lëvizshme e dy lidhjeve dhe që formojnë një çift kinematik. Që një çift të ekzistojë, elementët e lidhjeve të tij përbërëse duhet të jenë në kontakt të vazhdueshëm T.

Nëse kjo punë nuk ju përshtatet, ekziston një listë me vepra të ngjashme në fund të faqes. Ju gjithashtu mund të përdorni butonin e kërkimit

Leksioni 2

Cilido qoftë mekanizmi i makinës, ai gjithmonë përbëhet nga lidhje dhe çifte kinematike.

Kushtet e lidhjes të vendosura në mekanizmat në lidhjet lëvizëse, në teorinë e makinave dhe mekanizmave Është zakon të quhen çifte kinematike.

Çift kinematikquhet një lidhje e lëvizshme e dy hallkave të ngjitura, duke u siguruar atyre një lëvizje të caktuar relative.

Në tabelë. 2.1 tregon emrat, vizatimet, simbolet e çifteve kinematike më të zakonshme në praktikë, si dhe klasifikimin e tyre.

Lidhjet, kur kombinohen në një palë kinematike, mund të vijnë në kontakt me njëra-tjetrën përgjatë sipërfaqeve, vijave dhe pikave.

Elementet e një çifti kinematikata quajnë një grup Sipërfaqesh, vijash ose pikash përgjatë të cilave ndodh një lidhje e lëvizshme e dy lidhjeve dhe që formojnë një çift kinematik. Në varësi të llojit të kontaktit të elementeve të çifteve kinematike, ekzistojnë lart e më poshtë çiftet kinematike.

Quhen çiftet kinematike të formuara nga elementë në formë të drejtëzës ose pikës më i lartë.

Quhen çiftet kinematike të formuara nga elementet në formë sipërfaqesh më të ulëta.

Që një çift të ekzistojë, elementët e lidhjeve të tij përbërëse duhet të jenë në kontakt të vazhdueshëm, d.m.th. të jetë i mbyllur. Mbyllja e çifteve kinematike mund të jetëgjeometrikisht ose me forcë, Për shembull, me ndihmën e masës së vet, sustave, etj.

Forca, rezistenca ndaj konsumit dhe qëndrueshmëria e çifteve kinematike varen nga lloji dhe dizajni i tyre. Çiftet e poshtme janë më rezistente ndaj konsumit sesa ato më të lartat. Kjo shpjegohet me faktin se në çiftet e poshtme, kontakti i elementeve të çifteve ndodh përgjatë sipërfaqes, dhe për këtë arsye, me të njëjtën ngarkesë, lindin presione specifike më të ulëta në të sesa në atë më të lartë. Veshja, ceteris paribus, është proporcionale me presionin specifik, dhe për këtë arsye çiftet më të ulëta konsumohen më ngadalë se ato më të lartat. Prandaj, për të reduktuar konsumin në makina, preferohet përdorimi i çifteve më të ulëta, megjithatë, shpesh përdorimi i çifteve më të larta kinematike bën të mundur thjeshtimin e ndjeshëm të diagrameve strukturore të makinave, gjë që zvogëlon dimensionet e tyre dhe thjeshton dizajnin. Prandaj, zgjedhja e saktë e çifteve kinematike është një problem kompleks inxhinierik.

Çiftet kinematike ndahen gjithashtu menumri i shkallëve të lirisë(lëvizshmëri), të cilat i vë në dispozicion lidhjeve të lidhura nëpërmjet tij, osenumri i kushteve të lidhjes(klasa në çift), imponuar nga çifti në lëvizjen relative të lidhjeve të lidhura. Kur përdorin një klasifikim të tillë, zhvilluesit e makinerive marrin informacion në lidhje me lëvizjet e mundshme relative të lidhjeve dhe për natyrën e ndërveprimit të faktorëve të forcës midis elementeve të një çifti.

Një lidhje falas që është në rastin e përgjithshëm në M - hapësirë ​​dimensionale, duke lejuar P Llojet e lëvizjeve më të thjeshta, ka një sërë shkallësh lirie! ( H) ose W - të lëvizshme.

Pra, nëse lidhja është në hapësirën tre-dimensionale, duke lejuar gjashtë lloje lëvizjesh të thjeshta - tre rrotulluese dhe tre përkthimore rreth dhe përgjatë boshteve X, V, Z , atëherë themi se ka gjashtë shkallë lirie, ose ka gjashtë koordinata të përgjithësuara, ose është gjashtë-lëvizshme. Nëse lidhja është në një hapësirë ​​dy-dimensionale që lejon tre lloje lëvizjesh të thjeshta - një rrotullim përreth Z dhe dy përkthimore përgjatë akseve X dhe Y , pastaj thonë se ka tre shkallë lirie, ose tre koordinata të përgjithësuara, ose është tre lëvizshme etj.

Tabela 2.1

Kur lidhjet kombinohen duke përdorur çifte kinematike, ato humbasin shkallët e tyre të lirisë. Kjo do të thotë që çiftet kinematike imponohen në lidhjet që lidhen me një numër S.

Në varësi të numrit të shkallëve të lirisë që lidhjet e kombinuara në një çift kinematik kanë në lëvizje relative, përcaktoni lëvizshmërinë e çiftit ( W = H ). Nëse H është numri i shkallëve të lirisë së lidhjeve të çiftit kinematik në lëvizje relative, te Lëvizshmëria e çiftit përcaktohet si më poshtë:

ku P - lëvizshmëria e hapësirës në të cilën ekziston çifti në shqyrtim; S - numri i obligacioneve të vendosura nga çifti.

Duhet të theksohet se lëvizshmëria e një çifti W , i përcaktuar nga (2.1), nuk varet nga lloji i hapësirës në të cilën zbatohet, por vetëm nga ndërtimi.

Për shembull, një çift rrotullues (përkthyes) (shih tabelën 2.1), si në hapësirën me gjashtë ashtu edhe në tre lëvizje, do të mbetet ende i lëvizshëm, në rastin e parë do t'i vendosen 5 lidhje, dhe në rastin e dytë - 2 lidhje, dhe kështu do të kemi, përkatësisht:

për hapësirë ​​me gjashtë lëvizje:

për një hapësirë ​​me tre lëvizje:

Siç mund ta shihni, lëvizshmëria e çifteve kinematike nuk varet nga karakteristikat e hapësirës, ​​gjë që është një avantazh i këtij klasifikimi. Përkundrazi, ndarja e shpeshtë e çifteve kinematike në klasa vuan nga fakti se klasa e një çifti varet nga Karakteristikat e hapësirës, ​​që do të thotë se i njëjti çift në hapësira të ndryshme ka një klasë të ndryshme. Kjo është e papërshtatshme për qëllime praktike, që do të thotë se një klasifikim i tillë i çifteve kinematike është irracional, kështu që është më mirë të mos përdoret.

Është e mundur të zgjidhet një formë e tillë e elementeve të një çifti, në mënyrë që me një lëvizje elementare të pavarur, të lindë një e dytë - një e varur (derivativ). Një shembull i një çifti të tillë kinematik është një vidë (Tabela 2. 1) . Në këtë çift, lëvizja rrotulluese e vidës (arrës) shkakton lëvizjen e saj përkthimore përgjatë boshtit. Një palë e tillë duhet t'i atribuohet një lëvizjeje të vetme, pasi në të realizohet vetëm një Lëvizje e pavarur më e thjeshtë.

Lidhjet kinematike.

Çiftet kinematike të dhëna në tabelë. 2.1, e thjeshtë dhe kompakte. Ata zbatojnë pothuajse të gjitha lëvizjet më të thjeshta relative të lidhjeve të nevojshme për krijimin e mekanizmave. Sidoqoftë, kur krijohen makina dhe mekanizma, ato përdoren rrallë. Kjo për faktin se forcat e mëdha të fërkimit zakonisht lindin në pikat e kontaktit të lidhjeve që formojnë një palë. Kjo çon në konsumim të konsiderueshëm të elementeve të çiftit, dhe kështu në shkatërrimin e tij. Prandaj, zinxhiri kinematik më i thjeshtë me dy lidhje i një çifti kinematik shpesh zëvendësohet me zinxhirë kinematikë më të gjatë, të cilët së bashku zbatojnë të njëjtën lëvizje relative të lidhjeve si çifti kinematik që zëvendësohet.

Një zinxhir kinematik i krijuar për të zëvendësuar një çift kinematik quhet lidhje kinematike.

Le të japim shembuj të vargjeve kinematike, për çiftet kinematike rrotulluese, përkthimore, spirale, sferike dhe rrafsh në plan në praktikë.

Nga Tabela. 2.1 mund të shihet se analogu më i thjeshtë i një çifti kinematik rrotullues është një kushinetë me elementë rrotullues. Po kështu, udhëzuesit e rrotullës zëvendësojnë çiftin linear, etj.

Lidhjet kinematike janë më të përshtatshme dhe më të besueshme në funksionim, ato përballojnë forca (momente) shumë më të mëdha dhe lejojnë që mekanizmat të funksionojnë me shpejtësi të larta relative të lidhjeve.

Llojet kryesore të mekanizmave.

Mekanizmi mund të shihet si rast i veçantë një zinxhir kinematik në të cilin të paktën një lidhje kthehet në një raft dhe lëvizja e lidhjeve të mbetura përcaktohet nga lëvizja e specifikuar e lidhjeve hyrëse.

Karakteristikat dalluese të zinxhirit kinematik, që përfaqëson mekanizmin, janë lëvizshmëria dhe siguria e lëvizjes së lidhjeve të tij në lidhje me raftin.

Një mekanizëm mund të ketë disa lidhje hyrëse dhe një daljeje, me ç'rast quhet mekanizëm përmbledhës dhe, anasjelltas, një lidhje hyrëse dhe disa dalje, atëherë quhet mekanizëm diferencues.

Mekanizmat ndahen nëudhëzues dhe transmetim.

mekanizmi i transmetimitquhet një pajisje e krijuar për të riprodhuar një marrëdhënie të caktuar funksionale midis lëvizjeve të lidhjeve hyrëse dhe dalëse.

mekanizmi udhëzuesata e quajnë një mekanizëm në të cilin trajektorja e një pike të caktuar të një lidhjeje që formon çifte kinematike vetëm me lidhje lëvizëse përkon me një kurbë të caktuar.

Konsideroni llojet kryesore të mekanizmave që kanë gjetur aplikim të gjerë në teknologji.

Quhen mekanizmat, lidhjet e të cilave formojnë vetëm çiftet e poshtme kinematikeartikuluar-levë. Këto mekanizma përdoren gjerësisht për faktin se ato janë të qëndrueshme, të besueshme dhe të lehta për t'u përdorur. Përfaqësuesi kryesor i mekanizmave të tillë është katër-lidhja e artikuluar (Fig. 2.1).

Emrat e mekanizmave zakonisht përcaktohen nga emrat e lidhjeve të tyre hyrëse dhe dalëse ose nga lidhja karakteristike e përfshirë në përbërjen e tyre.

Në varësi të ligjeve të lëvizjes së lidhjeve hyrëse dhe dalëse, ky mekanizëm mund të quhet fiksues-rrokues, dyfishtë fiksues, dyfishtë lëkundës, rrotullues-manivar.

Katër hallka e artikuluar përdoret në ndërtimin e veglave të makinerisë, prodhimin e instrumenteve, si dhe në makineritë bujqësore, ushqimore, borëpastruese dhe të tjera.

Nëse zëvendësojmë një çift rrotullues në një lidhje me katër varëse, për shembull D , në përkthimore, atëherë marrim mekanizmin e mirënjohur të rrëshqitësit me manival (Fig. 2.2).

Oriz. 2.2. Lloje të ndryshme të mekanizmave të rrëshqitësit të fiksimit:

1 - maniak 2 - shufra lidhëse; 3 - rrëshqitës

Mekanizmi rrëshqitës me manivë (rrëshqitës-manivar) përdoret gjerësisht në kompresorë, pompa, motorë djegia e brendshme dhe makina të tjera.

Zëvendësimi i një çifti rrotullues në një lidhje me katër varëse NGA për përkthimin, marrim një mekanizëm lëkundës (Fig. 2.3).

Në p dhe c .2.3, në mekanizmin rrotullues përftohet nga një lidhje me katër varëse duke zëvendësuar çiftet rrotulluese në të Mund te bej për progresive.

Mekanizmat rrotullues kanë gjetur aplikim të gjerë në makinat e planifikimit për shkak të vetive të tyre të natyrshme të asimetrisë së punës dhe boshe. Zakonisht ata kanë një goditje të gjatë pune dhe një goditje të shpejtë boshe që siguron kthimin e prestarit në pozicionin e tij origjinal.

Oriz. 2.3. Lloje të ndryshme të mekanizmave lëkundës:

1 - maniak; 2 - gur; 3 - prapaskenë.

Mekanizmat e menteshave kanë gjetur përdorim të madh në robotikë (Fig. 2.4).

E veçanta e këtyre mekanizmave është se ata kanë një numër i madh shkallë lirie, që do të thotë se ata kanë shumë disqe. Funksionimi i koordinuar i disqeve të lidhjeve hyrëse siguron lëvizjen e kapëses përgjatë një trajektoreje racionale dhe në një vend të caktuar në hapësirën përreth.

Aplikim i gjerë në inxhinierimekanizmat e kamerës. Me ndihmën e mekanizmave të kamerës, është strukturisht mënyra më e lehtë për të marrë pothuajse çdo lëvizje të lidhjes së shtyrë sipas një ligji të caktuar,

Aktualisht ka numër i madh varietetet e mekanizmave të kamerës, disa prej të cilave janë paraqitur në Fig. 2.5.

Ligji i domosdoshëm i lëvizjes së lidhjes dalëse të mekanizmit të kamerës arrihet duke i dhënë lidhjes hyrëse (kamera) një formë të përshtatshme. Kamera mund të kryejë rrotullim (Fig. 2.5, a, b ), përkthimore (Fig. 2.5, c, g ) ose lëvizje komplekse. Lidhja e daljes, nëse bën një lëvizje përkthimore (Fig. 2.5, a, në ), i quajtur shtytës, dhe nëse lëkundet (Fig. 2.5, G ) - lëkundëse. Për të reduktuar humbjet e fërkimit në çiftin kinematik më të lartë AT përdorni një rul shtesë lidhës (Fig. 2.5, G).

Mekanizmat e kamerës përdoren si në makinat e punës ashtu edhe në lloje të ndryshme të pajisjeve komanduese.

Shumë shpesh, në makinat metalprerëse, presa, instrumente të ndryshme dhe mjete matëse përdoren mekanizma me vida, më i thjeshti prej të cilëve është paraqitur në fig. 2.6:

Oriz. 2.6 Mekanizmi i vidhave:

1 - vidë; 2 - arrë; A, B, C - çifte kinematike

Mekanizmat e vidhave zakonisht përdoren aty ku është e nevojshme të konvertohet lëvizja rrotulluese në lëvizje përkthimore të ndërvarura ose anasjelltas. Ndërvarësia e lëvizjeve përcaktohet nga zgjedhja e saktë e parametrave gjeometrikë të çiftit të vidhave AT .

Pykë mekanizmat (Fig. 2.7) përdoren në lloj te ndryshme pajisje shtrënguese dhe pajisje në të cilat kërkohet të krijohet një forcë e madhe dalëse me forca të kufizuara hyrëse. Një tipar dallues i këtyre mekanizmave është thjeshtësia dhe besueshmëria e dizajnit.

Mekanizmat në të cilët transferimi i lëvizjes ndërmjet trupave kontaktues kryhet për shkak të forcave të fërkimit quhen fërkime. Mekanizmat më të thjeshtë të fërkimit me tre lidhje janë paraqitur në fig. 2.8

Oriz. 2.7 Mekanizmi i pykës:

1, 2 - lidhje; L, V, C - festa kinematike.

Oriz. 2.8 Mekanizmat e fërkimit:

a - mekanizmi i fërkimit me boshte paralele; b - mekanizmi i fërkimit me akset kryqëzuese; në - mekanizmi i fërkimit të raftit dhe pinionit; 1 - rul hyrës (rrota);

2 – rul i daljes (rrota); 2" - hekurudhor

Për faktin se lidhjet 1 dhe 2 ngjitur me njëri-tjetrin, përgjatë vijës së kontaktit midis tyre, lind një forcë fërkimi, e cila tërheq lidhjen e shtyrë së bashku me të 2 .

Ingranazhet e fërkimit përdoren gjerësisht në pajisje, disqe shiritash, variatorë (mekanizma me kontroll të qetë të shpejtësisë).

Për transmetim lëvizje rrotulluese sipas një ligji të caktuar, përdoren lloje të ndryshme ingranazhesh midis boshteve me akse paralele, kryqëzuese dhe kryqëzuese. mekanizmat . Me ndihmën e ingranazheve, është e mundur të transferohet lëvizja midis boshteve meboshtet fikse, pra me duke lëvizur në hapësirë.

Mekanizmat e ingranazheve përdoren për të ndryshuar frekuencën dhe drejtimin e rrotullimit të lidhjes së daljes, përmbledhjen ose ndarjen e lëvizjeve.

Në fig. 2.9 tregon përfaqësuesit kryesorë të ingranazheve me boshte fikse.

Fig 2.9. Drejtues ingranazhesh me boshte fikse:

a - cilindrike; b - konike; në - fund; g - raft;

1 - veshje; 2 - veshje; 2 * hekurudhë

Më i vogli nga dy ingranazhet rrjetë quhet pajisje, dhe më shumë - ingranazh.

Rafti është një rast i veçantë i një rrote ingranazhi në të cilin rrezja e lakimit është e barabartë me pafundësinë.

Nëse treni i ingranazheve ka ingranazhe me boshte të lëvizshme, atëherë ato quhen planetare (Fig. 2.10):

Ingranazhet planetare, megjithatë, krahasuar me ingranazhet me boshte fikse, lejojnë transferimin e fuqisë dhe raporteve më të mëdha të marsheve me një numër më të vogël ingranazhesh. Ato përdoren gjithashtu gjerësisht në krijimin e mekanizmave përmbledhës dhe diferencialë.

Transmetimi i lëvizjeve ndërmjet akseve të kryqëzuara kryhet duke përdorur një ingranazh krimbi (Fig. 2.11).

Një ingranazh krimbi merret nga një transmision me vidhos duke e prerë arrën në mënyrë gjatësore dhe duke e palosur atë dy herë në plane reciproke pingul. Ingranazhet e krimbave kanë vetinë e vetë-frenimit dhe ju lejojnë të zbatoni raporte të mëdha ingranazhesh në një fazë.

Oriz. 2.11. Ingranazhi i krimbave:

1 - rra, 2 - rrota e krimbave.

Mekanizmat e ingranazheve të lëvizjes së ndërprerë përfshijnë gjithashtu mekanizmin kryq maltez. Në fig. З-Л "2. tregon mekanizmin e "kryqit maltez" me katër tehe.

Mekanizmi i "kryqit maltez" konverton rrotullimin e vazhdueshëm të fiksimit të palëvizshëm - fiksimi 1 me një fanar 3 në rrotullimin e ndërprerë të "kryqit" 2, fanar 3 hyn në hullinë radiale të "kryqit" pa goditje 2 dhe e kthen në cep ku z është numri i brazdave.

Për të kryer lëvizjen vetëm në një drejtim, përdoren mekanizmat e kapakëve. Figura 2.13 tregon një mekanizëm me arpion, i përbërë nga një krah lëkundës 1, një rrotë me arpion 3 dhe putrat 3 dhe 4.

Kur lëkundet rrotulluesin 1 qen lëkundës 3 i jep rrotullim rrotës së arpionit 2 vetëm kur lëvizni krahun rrotullues në drejtim të kundërt të akrepave të orës. Për të mbajtur timonin 2 nga rrotullimi spontan në drejtim të akrepave të orës kur lëkundësi lëviz kundër orës, përdoret një puthje mbyllëse 4 .

Mekanizmat maltezë dhe me arpion përdoren gjerësisht në veglat e makinerive dhe instrumentet,

Nëse është e nevojshme të transferohet në relativisht distancë e madhe energji mekanike nga një pikë e hapësirës në tjetrën, atëherë përdoren mekanizma me lidhje fleksibël.

Rripat, litarët, zinxhirët, fijet, shiritat, topat, etj., përdoren si lidhje fleksibël që transmetojnë lëvizjen nga njëri mekanizëm në tjetrin.

Në fig. 2.14 tregon një diagram bllok të mekanizmit më të thjeshtë me një lidhje fleksibël.

Ingranazhet me lidhje fleksibël përdoren gjerësisht në inxhinierinë mekanike, prodhimin e instrumenteve dhe industri të tjera.

Mekanizmat më tipikë të thjeshtë janë konsideruar më lart. mekanizmat jepen edhe në Literaturë të veçantë, pa-certifikata dhe libra referimi, për shembull, si p.sh.

Formulat strukturore të mekanizmave.

Ekzistojnë modele të përgjithshme në strukturën (strukturën) e mekanizmave të ndryshëm që lidhin numrin e shkallëve të lirisë W mekanizmi me numrin e lidhjeve dhe numrin dhe llojin e çifteve kinematike të tij. Këto modele quhen formula strukturore të mekanizmave.

Për mekanizmat hapësinorë, formula Malyshev është aktualisht më e zakonshme, derivimi i së cilës është si më poshtë.

Lëreni në një mekanizëm me m lidhjet (përfshirë raftin), - numri i çifteve një, dy, tre, katër dhe pesë lëvizës. Le të shënojmë numrin e lidhjeve në lëvizje. Nëse të gjitha lidhjet lëvizëse do të ishin trupat e lirë, numri total shkallë lirie do të ishte 6 n . Megjithatë, çdo palë e vetme lëvizëse V klasa i imponon lëvizjes relative të lidhjeve që formojnë një çift, 5 lidhje, secila çift me dy lëvizje IV klasa - 4 obligacione, etj. Prandaj, numri i përgjithshëm i shkallëve të lirisë, i barabartë me gjashtë, do të reduktohet me shumën

ku është lëvizshmëria e një çifti kinematik, është numri i çifteve lëvizshmëria e të cilëve është e barabartë me i . Numri i përgjithshëm i lidhjeve të mbivendosura mund të përfshijë një numër të caktuar q lidhje të tepërta (të përsëritura) që dublikojnë lidhje të tjera pa e zvogëluar lëvizshmërinë e mekanizmit, por vetëm duke e kthyer atë në një sistem statikisht të papërcaktuar. Prandaj, numri i shkallëve të lirisë së mekanizmit hapësinor, i cili është i barabartë me numrin e shkallëve të lirisë së zinxhirit të tij kinematik lëvizës në lidhje me raftin, përcaktohet nga formula e mëposhtme Malyshev:

ose në stenografi

(2.2)

në , mekanizmi është një sistem statikisht i përcaktuar; në , një sistem statikisht i papërcaktuar.

Në rastin e përgjithshëm, zgjidhja e ekuacionit (2.2) është një problem i vështirë, që nga e panjohura W dhe q ; zgjidhjet e disponueshme janë komplekse dhe nuk merren parasysh në këtë leksion. Megjithatë, në një rast të veçantë, nëse W , e barabartë me numrin e koordinatave të përgjithësuara të mekanizmit, të gjetura nga konsideratat gjeometrike, nga kjo formulë mund të gjeni numrin e lidhjeve të tepërta (shih Reshetov L. N. Projektimi i mekanizmave racional. M., 1972)

(2.3)

dhe zgjidh problemin e përcaktueshmërisë statike të mekanizmit; ose, duke ditur që mekanizmi është i përcaktuar në mënyrë statike, gjeni (ose kontrolloni) W.

Është e rëndësishme të theksohet se formulat strukturore nuk përfshijnë madhësitë e lidhjeve, prandaj, në analizën strukturore të mekanizmave, mund të supozohet se ato janë çdo (brenda kufijve të caktuar). Nëse nuk ka lidhje të tepërta (), montimi i mekanizmit ndodh pa deformuar lidhjet, këto të fundit duket se vetë-rregullohen; prandaj mekanizmat e tillë quhen vetë-linjëzues. Nëse ka lidhje të tepërta (), atëherë montimi i mekanizmit dhe lëvizja e lidhjeve të tij bëhen të mundshme vetëm kur këto të fundit deformohen.

Për mekanizma të sheshtë pa lidhje të tepërta formula strukturore mban emrin e P. L. Chebyshev, i cili e propozoi për herë të parë në 1869 për mekanizma levë me çifte rrotulluese dhe një shkallë lirie. Aktualisht, formula Chebyshev shtrihet në çdo mekanizëm të sheshtë dhe rrjedh duke marrë parasysh kufizimet e tepërta si më poshtë

Lëreni një mekanizëm të sheshtë me m lidhje (përfshirë raftin), - numrin e lidhjeve të lëvizshme, - numri i çifteve më të ulëta dhe - numri i çifteve më të larta. Nëse të gjitha lidhjet lëvizëse do të ishin trupa të lirë që bëjnë një lëvizje plani, numri i përgjithshëm i shkallëve të lirisë do të ishte i barabartë me 3 n . Megjithatë, çdo çift i poshtëm imponon dy lidhje në lëvizjen relative të lidhjeve që formojnë çiftin, duke lënë një shkallë lirie dhe çdo çift më i lartë imponon një lidhje, duke lënë 2 shkallë lirie.

Numri i lidhjeve të mbivendosura mund të përfshijë një numër të caktuar lidhjesh të tepërta (të përsëritura), eliminimi i të cilave nuk rrit lëvizshmërinë e mekanizmit. Rrjedhimisht, numri i shkallëve të lirisë së një mekanizmi të sheshtë, d.m.th., numri i shkallëve të lirisë së zinxhirit të tij kinematik të lëvizshëm në lidhje me raftin, përcaktohet nga formula e mëposhtme Chebyshev:

(2.4)

Nëse dihet, nga këtu mund të gjeni numrin e lidhjeve të tepërta

(2.5)

Indeksi "p" i referohet faktit se po flasim për një mekanizëm idealisht të sheshtë, ose më saktë, për skemën e tij të sheshtë, pasi për shkak të pasaktësive në prodhim, një mekanizëm i sheshtë është deri diku hapësinor.

Sipas formulave (2.2)-(2.5), kryhet një analizë strukturore e mekanizmave ekzistues dhe një sintezë e diagrameve strukturore të mekanizmave të rinj.

Analiza strukturore dhe sinteza e mekanizmave.

Ndikimi i lidhjeve të tepërta në performancën dhe besueshmërinë e makinerive.

Siç u përmend më lart, me madhësi arbitrare (brenda kufijve të caktuar) të lidhjeve, një mekanizëm me lidhje të tepërta () nuk mund të montohet pa deformim të lidhjes. Prandaj, mekanizma të tillë kërkojnë saktësi të shtuar të prodhimit, përndryshe, gjatë procesit të montimit, lidhjet e mekanizmit deformohen, gjë që shkakton ngarkimin e çifteve kinematike dhe lidhjeve me forca të konsiderueshme shtesë (përveç atyre forcave kryesore të jashtme për të cilat mekanizmi është synohet të transmetohet). Me saktësi të pamjaftueshme në prodhimin e një mekanizmi me lidhje të tepërta, fërkimi në çifte kinematike mund të rritet shumë dhe të çojë në bllokimin e lidhjeve, prandaj, nga ky këndvështrim, lidhjet e tepërta në mekanizma janë të padëshirueshme.

Për sa i përket lidhjeve të tepërta në zinxhirët kinematikë të mekanizmit, gjatë projektimit të makinave, ato duhet të eliminohen ose të lihen në një sasi minimale nëse eliminimi i plotë i tyre rezulton i padobishëm për shkak të kompleksitetit të dizajnit ose për disa arsye të tjera. Në rastin e përgjithshëm, duhet kërkuar zgjidhja optimale, duke marrë parasysh disponueshmërinë e pajisjeve të nevojshme teknologjike, koston e prodhimit, jetëgjatësinë e kërkuar të shërbimit dhe besueshmërinë e makinës. Prandaj, kjo është një detyrë shumë e vështirë për çdo rast specifik.

Ne do të shqyrtojmë metodologjinë për përcaktimin dhe eliminimin e lidhjeve të tepërta në zinxhirët kinematikë të mekanizmave duke përdorur shembuj.

Lëreni një mekanizëm të sheshtë me katër lidhje me katër çifte rrotulluese me një lëvizje të vetme (Fig. 2.15, a ) për shkak të pasaktësive të prodhimit (për shembull, për shkak të jo paralelizmit të akseve A dhe D ) doli të ishte hapësinore. Montimi i zinxhirëve kinematikë 4, 3, 2 dhe veçmas 4, 1 nuk shkakton vështirësi, por pikë B, B' mund të vendoset në bosht X . Megjithatë, për të mbledhur një çift rrotullues AT , i formuar nga lidhje 1 dhe 2 , do të jetë e mundur vetëm duke kombinuar sistemet e koordinatave Bxyz dhe B 'x' y' z' , e cila kërkon një zhvendosje (deformim) linear të pikës Lidhja B' 2 përgjatë boshtit x dhe deformimet këndore të lidhjes 2 rreth boshteve x dhe z (treguar me shigjeta). Kjo do të thotë se ka tre lidhje të tepërta në mekanizëm, gjë që konfirmohet edhe me formula (2.3): . Në mënyrë që ky mekanizëm hapësinor të jetë i përcaktueshëm statikisht, nevojitet skema tjetër strukturore e tij, për shembull, e paraqitur në Fig. 2.15, b , ku Montimi i një mekanizmi të tillë do të bëhet pa ngushtësi, që nga shtrirja e pikave B dhe B' do të jetë e mundur duke lëvizur pikën NGA në një palë cilindrike.

Një variant i mekanizmit është i mundur (Fig. 2.15, në ) me dy çifte sferike (); Në këtë rast, përveçlëvizshmëria bazëshfaqet mekanizmilëvizshmëria lokale- aftësia për të rrotulluar shufrën lidhëse 2 rreth boshtit të saj dielli ; kjo lëvizshmëri nuk ndikon në ligjin bazë të lëvizjes së mekanizmit dhe madje mund të jetë i dobishëm për sa i përket nivelimit të konsumit të menteshave: shufra lidhëse 2 gjatë funksionimit të mekanizmit, ai mund të rrotullohet rreth boshtit të tij për shkak të ngarkesave dinamike. Formula Malyshev konfirmon se një mekanizëm i tillë do të jetë i përcaktuar statikisht:

Oriz. 2.15

Më e thjeshta dhe metodë efektive eliminimi i lidhjeve të tepërta në mekanizmat e pajisjeve - përdorimi i një çifti më të lartë me një kontakt pikë në vend të një lidhjeje me dy çifte më të ulëta; shkalla e lëvizshmërisë së mekanizmit të sheshtë në këtë rast nuk ndryshon, pasi, sipas formulës Chebyshev (at):

Në fig. 2.16, a, b, c jepet një shembull i eliminimit të lidhjeve të tepërta në një mekanizëm me kamerë me një shtytës rrotullues në lëvizje progresive. Mekanizmi (Fig. 2.16, a ) - me katër lidhje (); me përjashtim të lëvizshmërisë kryesore (rrotullimi i kamerës 1 ) ka lëvizshmëri lokale (rrotullim i pavarur i një rul cilindrik të rrumbullakët 3 rreth boshtit të tij) Rrjedhimisht,. Skema e sheshtë nuk ka lidhje të tepërta (mekanizmi është montuar pa ndërhyrje). Nëse, për shkak të pasaktësive në prodhim, mekanizmi konsiderohet hapësinor, atëherë me kontakt linear të rulit 3 me kamera 1 sipas formulës së Malyshev në , marrim, por nën një kusht të caktuar. Çift kinematik cilindër - cilindër (Fig. 2.16, 6 ) kur rrotullimi relativ i lidhjeve është i pamundur 1, 3 rreth boshtit z do të ishte një çift trepalësh. Nëse një rrotullim i tillë, për shkak të pasaktësive në prodhim, ndodh, por është i vogël dhe kontakti linear praktikisht ruhet (nën ngarkim, copëza e kontaktit është afër një drejtkëndëshi në formë), atëherë kjo

çifti kinematik do të jetë katër-lëvizshëm, pra, dhe

Fig.2.17

Reduktimi i klasës së çiftit më të lartë duke përdorur një rul në formë fuçi (çifti me pesë lëvizje me kontakt pikë, Fig. 2.16, në ), marrim për dhe - mekanizmi është statikisht i përcaktuar. Sidoqoftë, duhet të mbahet mend se kontakti linear i lidhjeve, megjithëse kërkon saktësi të shtuar të prodhimit, ju lejon të transferoni ngarkesa më të mëdha sesa kontakti i pikës.

Në Fig. 2.16, d, e jepet një shembull tjetër i eliminimit të lidhjeve të tepërta në një ingranazh me katër lidhje (, kontakti i dhëmbëve të rrotave 1, 2 dhe 2, 3 - lineare). Në këtë rast, sipas formulës Chebyshev, - skema e sheshtë nuk ka lidhje të tepërta; sipas formulës Malyshev, mekanizmi është statikisht i papërcaktuar, prandaj, do të kërkohet saktësi e lartë e prodhimit, në veçanti, për të siguruar paralelizmin e akseve gjeometrike të të tre rrotave.

Zëvendësimi i dhëmbëve përtaci 2 në formë fuçie (Fig. 2.16, d ), marrim një mekanizëm të përcaktuar statikisht.