ISTRUKTURA NG MEKANISMO
Pangunahing konsepto at kahulugan.
Ang sistema ng mga termino ay nagbibigay ng pare-parehong diskarte sa paglalarawan ng anumang sistema ng kaalaman. Samakatuwid, magsimula tayo sa paglilinaw ng kahulugan at kahulugan ng mga salitang ginamit.
Mekanismo - isang sistema ng mga katawan na idinisenyo upang i-convert ang paggalaw ng isa o higit pang solidong katawan at (o) mga puwersang kumikilos sa kanila sa mga kinakailangang paggalaw ng iba pang mga katawan at (o) pwersa. Sa teorya ng mga mekanismo at makina, ang mga solidong katawan ay nauunawaan bilang parehong ganap na matibay at deformable na mga katawan.
kotse- isang aparato na nagsasagawa ng mga mekanikal na paggalaw upang i-convert ang enerhiya, materyales at impormasyon. Ang ibig sabihin ng mga materyales ay ang mga bagay ng paggawa: mga naprosesong produkto, mga dinadalang kalakal, atbp.
Detalye - isang produkto na ginawa mula sa isang pare-parehong materyal, ayon sa pangalan at tatak, nang hindi gumagamit ng mga operasyon ng pagpupulong.
Link ay isang matibay na katawan na nakikilahok sa isang ibinigay na pagbabago ng paggalaw. Ang isang link ay maaaring binubuo ng ilang bahagi na walang kamag-anak na paggalaw sa pagitan ng mga ito.
Rack - isang link na may kondisyong tinatanggap bilang isang nakapirming link.
Input na link- isang link kung saan iniuulat ang kilusan, na kino-convert ng mekanismo sa mga kinakailangang paggalaw ng iba pang mga link.
link ng output- isang link na nagsasagawa ng paggalaw kung saan nilalayon ang mekanismo.
Panimulang link - isang link kung saan ang isa o higit pang pangkalahatang mga coordinate ng isang mekanismo ay itinalaga.
Pangkalahatang mekanismo ng coordinate- bawat isa sa mga independiyenteng coordinate na tumutukoy sa posisyon ng lahat ng mga link ng mekanismo na nauugnay sa rack.
Bilang ng mga antas ng kalayaan ng mekanismo ay ang bilang ng mga pangkalahatang coordinate ng mekanismo.
Koneksyon– anumang kondisyon na nagpapababa sa bilang ng mga antas ng kalayaan ng mekanismo. Ang anumang koneksyon ay maaaring itapon sa pamamagitan ng pagpapalit ng pagkilos nito ng isang reaksyon.
Labis na koneksyon– isang bono, ang pag-aalis nito ay hindi nagbabago sa bilang ng mga antas ng kalayaan ng mekanismo.
Kinematic couple– ang koneksyon ng dalawang matibay na katawan ng mekanismo, na nagpapahintulot sa kanilang ibinigay na kamag-anak na paggalaw. Ang kondisyon para sa pagkakaroon ng isang pares ay: ang pagkakaroon ng dalawang link, ang kanilang contact at ang kamag-anak na paggalaw ng mga link.
Kinematic chain- isang sistema ng mga link at (o) solid-state na mga elemento ng mekanismo na bumubuo ng mga kinematic na pares sa bawat isa. Matukoy ang pagkakaiba sa pagitan ng mga kinematic chain bukas at sarado. bukas tinatawag ang naturang kinematic chain, na mayroong kahit isang link na kasama lamang sa isang kinematic na pares. Sa sarado walang mga link sa chain na may mga libreng elemento ng kinematic pairs. Ang bawat link ng naturang chain ay kasama sa hindi bababa sa dalawang pares.
elemento ng mekanismo- isang solid-state, likido o gas na bahagi ng isang mekanismo na nagsisiguro sa pakikipag-ugnayan ng mga link nito na hindi direktang nakikipag-ugnayan sa isa't isa.
Elemen ng interface ng pares ng kinematic- isang karaniwang ibabaw, linya o punto na nabuo ng mga elemento ng pagsasama ng dalawa pang katawan.
Bilang ng mga antas ng kalayaan (mobility) ng isang kinematic na pares (N)- ang bilang ng mga independiyenteng coordinate na kinakailangan upang ilarawan ang kamag-anak na posisyon ng mga link ng mga kinematic na pares.
Ito ay kilala na ang isang malayang gumagalaw na katawan sa kalawakan ay may anim na antas ng kalayaan. Bilang ng mga kondisyon ng komunikasyon S na nakapatong sa kamag-anak na paggalaw ng isang link ng isang kinematic na pares ay maaaring mag-iba sa loob ng . Mayroong isa-, dalawa-, tatlo-, apat- at limang-movable kinematic na pares. Samakatuwid, mayroon kaming relasyon H = 6 - S.
Single-moving pair– isang kinematic na pares na may isang antas ng kalayaan sa kamag-anak na paggalaw ng mga konektadong matibay na katawan.
Dobleng gumagalaw na pares– isang kinematic na pares na may dalawang antas ng kalayaan sa kamag-anak na paggalaw ng mga konektadong matibay na katawan.
Tatlong gumagalaw na pares– isang kinematic na pares na may tatlong antas ng kalayaan sa kamag-anak na paggalaw ng mga konektadong matibay na katawan.
Apat na gumagalaw na pares– isang kinematic na pares na may apat na antas ng kalayaan sa relatibong paggalaw ng mga konektadong matibay na katawan.
Limang gumagalaw na pares– isang kinematic na pares na may limang antas ng kalayaan sa kamag-anak na paggalaw ng mga konektadong matibay na katawan.
Pormula sa istruktura- isang algebraic expression na nagtatatag ng ugnayan sa pagitan ng bilang ng mga antas ng kalayaan ng mekanismo, ang bilang ng mga gumagalaw na link, ang bilang at kadaliang kumilos ng mga kinematic na pares.
Grupo ng Assura- isang kinematic chain, ang koneksyon kung saan sa mekanismo o pagtatanggal nito ay bumubuo ng isang mekanismo na may mobility na katumbas ng mobility ng orihinal na mekanismo, na hindi nahahati sa iba pang mga chain na may parehong mga katangian.
Salik ng sukat- ang ratio ng numerical value ng isang pisikal na dami sa mga unit na katangian nito sa haba ng segment (mm) na naglalarawan sa dami na ito (sa isang diagram, graph, atbp.).
Iskala ay ang reciprocal ng scale factor.
Pag-uuri ng mga kinematic na pares
1. Depende sa bilang H makilala one-, two-, three-, four-, at five-movable mga pares ng kinematic. Ang bilang ng mga constraint equation ay kinuha bilang numero ng klase.
2. Sa pamamagitan ng likas na katangian ng pakikipag-ugnay ng mga elemento ng mga link (mas tiyak, ang uri ng mga elemento), ang mga pares ay nahahati sa mas mababa at sa mas mataas(panukala ni F. Relo). SA mababa isama ang mga kinematic pairs na ang mga elemento ay surface (Figure 1.2). Mga elemento mas mataas ang mga pares ay mga linya o tuldok (Figure 1.2).
3. Sa pamamagitan ng likas na katangian ng pagpapares, ang mga kinematic na pares ay nakikilala sa pamamagitan ng pagsasara ng puwersa (ang pakikipag-ugnay ng mga link ay tinitiyak ng pagkilos ng ilang puwersa, halimbawa, isang timbang o isang spring) at kinematic (nakakamit ang patuloy na pakikipag-ugnay sa mga link. dahil sa istrukturang hugis ng mga elemento).
4. Depende sa likas na katangian ng kamag-anak na paggalaw ng mga link, ang mga kinematic na pares ay nahahati sa translational, rotational, helical, cylindrical, spherical, planar.
Sa fig. Ang 1.1 ay nagpapakita ng mga solong gumagalaw na pares (kinematic na pares ng klase V), isaalang-alang natin ang mga ito nang mas detalyado.
|
|||||
|
|||||
|
|||||
|
Magpares ng single-moving:
1) rotational(Larawan 1.1. a) - isang cylindrical hinge. Limang kondisyon ng koneksyon ang ipinapataw: lahat ng paggalaw ay hindi kasama, maliban sa rotational.
2) Pagsasalin(Larawan 1.1. b) - limang kondisyon ng koneksyon ang ipinapataw: lahat ng paggalaw ay hindi kasama, maliban sa isang pagsasalin.
3) turnilyo(Larawan 1.1. c) - limang kondisyon ng koneksyon ang ipinapataw: lahat ng paggalaw ay hindi kasama, maliban sa pagsasalin. (Ang pag-ikot ay hindi nagpapakilala ng mga antas ng kalayaan, dahil sa kasong ito ang mga galaw ng pagsasalin at pag-ikot ay hindi independyente).
Sa fig. 1.2 ay nagpapakita ng mga mag-asawa dalawa-, tatlo-, apat-, at limang-movable(kinematic pairs ng IV, III, II at I classes) isasaalang-alang namin ang mga ito nang mas detalyado.
|
|
|
||||||
|
||||||||
|
Dalawang gumagalaw na pares(Larawan 1.2.a) - bushing sa roller. Apat na kondisyon ng koneksyon ang ipinapataw, ang mga paggalaw ng pagsasalin at pag-ikot kasama ang mga axes ОХ at ОZ ay hindi kasama.
Tatlong gumagalaw na pares(Larawan 1.2.b) - isang spherical cylinder. Tatlong kundisyon ng koneksyon ang ipinapataw: ang mga paggalaw ng pagsasalin sa lahat ng tatlong palakol ay hindi kasama.
Ipares ang four-movable(Larawan 1.2.c) - isang silindro sa isang eroplano. Dalawang kundisyon ng koneksyon ang ipinapataw: ang translational motion sa kahabaan ng O Z axis at rotational motion sa paligid ng O X axis ay hindi kasama.
Pares ng limang gumagalaw(Larawan 1.2.d) - isang bola sa isang eroplano. Isang kundisyon ng koneksyon ang ipinapataw: ang paggalaw ng pagsasalin sa kahabaan ng O Z axis ay hindi kasama.
Mga pisikal na dami at yunit ng pagsukat,
Ginamit sa mechanics
| Pisikal na bilang | Yunit ng pagsukat | ||
| Pangalan | Pagtatalaga | Pangalan | Pagtatalaga |
| Haba Mass Time Plane angle Displacement ng isang point Linear speed Angular speed Linear acceleration Angular acceleration Frequency of rotation Material density Moment of inertia Force Moment of force Torque Work Kinetic energy Power | L, l, r m T, t a, b, g, d S u w a e n r J F, P, Q, G M T A E N | Meter Kilogram Second Radian, Degree Meter Meter per second Radian per second Meter per second squared Radian per second squared Revolution per minute Kilogram per cubic meter Kilogram meter squared Newton Newton meter Newton meter Joule Joule Watt | m kg s rad, α 0 m m / s rad / s, 1 / s m / s 2 rad / s 2, 1 / s 2 rpm kg / m 3 kg. m 2 N (kg. m / s 2) Nm Nm J \u003d Nm J W (J / s) |
ISTRUKTURA AT KLASIFIKASYON NG MEKANISMO
Istraktura ng mekanismo
Kasama sa mga mekanismo solid na katawan na tinatawag mga link. Ang mga link ay maaaring hindi solid (halimbawa, isang sinturon). Ang mga likido at gas sa hydraulic at pneumomechanism ay hindi itinuturing na mga link.
Ang kondisyong representasyon ng mga link sa kinematic diagram ng mga mekanismo ay kinokontrol ng GOST. Ang mga halimbawa ng mga larawan ng ilang mga link ay ipinapakita sa fig. 1.1.
kanin. 1.1. Mga Halimbawa ng I-link na Larawan
sa kinematic diagram ng mga mekanismo
Nangyayari ang mga link:
– input(nangunguna) - ang kanilang natatanging tampok ay ang pangunahing gawain ng mga puwersa na inilapat sa kanila ay positibo (ang gawain ng puwersa ay itinuturing na positibo kung ang direksyon ng puwersa ay tumutugma sa direksyon ng paggalaw ng punto ng aplikasyon nito o sa isang matinding anggulo dito);
– katapusan ng linggo(alipin) - ang pangunahing gawain ng mga puwersang inilapat sa kanila ay negatibo (ang gawain ng puwersa ay itinuturing na negatibo kung ang direksyon ng puwersa ay kabaligtaran sa direksyon ng paggalaw ng punto ng aplikasyon nito);
– mobile;
– hindi gumagalaw(kama, rack).
Sa mga kinematic diagram, ang mga link ay ipinahiwatig ng mga numerong Arabe: 0, 1, 2, atbp. (tingnan ang fig. 1.1).
Tinatawag ang movable connection ng dalawang magkadugtong na link kinematic na pares. Pinapayagan nito ang posibilidad ng paggalaw ng isang link na may kaugnayan sa isa pa.
Pag-uuri ng mga kinematic na pares
1. Sa pamamagitan ng mga elemento ng koneksyon ng mga link Ang mga kinematic na pares ay nahahati:
- para sa mas mataas(magagamit ang mga ito, halimbawa, sa mga mekanismo ng gear at cam) - ang mga link ay konektado sa bawat isa sa isang linya o sa isang punto:
– mas mababa- ang koneksyon ng mga link sa bawat isa ay nangyayari sa ibabaw. Sa turn, ang mas mababang mga compound ay nahahati:
para sa rotational
progresibo
cylindrical
|
spherical
2. Sa bilang ng mga superimposed na koneksyon. Ang katawan, na nasa kalawakan (sa Cartesian coordinate system X, Y, Z) ay may 6 na antas ng kalayaan. Maaari itong gumalaw sa bawat isa sa tatlong palakol X, Y at Z, pati na rin ang pag-ikot sa bawat axis (Larawan 1.2). Kung ang isang katawan (link) ay bumubuo ng isang kinematic na pares sa isa pang katawan (link), pagkatapos ay nawawala ang isa o higit pa sa mga 6 na antas ng kalayaan.
Ayon sa bilang ng mga antas ng kalayaan na nawala ng katawan (link), ang mga kinematic na pares ay nahahati sa 5 klase. Halimbawa, kung ang mga katawan (mga link) na bumuo ng isang kinematic na pares ay nawalan ng 5 degrees ng kalayaan bawat isa, ang pares na ito ay tinatawag na isang kinematic na pares ng ika-5 klase. Kung nawala ang 4 na antas ng kalayaan - ang ika-4 na klase, atbp. Ang mga halimbawa ng kinematic pairs ng iba't ibang klase ay ipinapakita sa fig. 1.2.
kanin. 1.2. Mga halimbawa ng kinematic pairs ng iba't ibang klase
Sa isang istruktura at nakabubuo na batayan Ang mga kinematic pairs ay maaaring nahahati sa rotational, translational, spherical, cylindrical, atbp.
Kinematic chain
Ang ilang mga link na magkakaugnay sa pamamagitan ng kinematic pairs ay nabuo kinematic chain.
Ang mga kinematic chain ay:
sarado
bukas
Upang mula sa kinematic chain kumuha ng gamit, kailangan:
- gawing hindi natitinag ang isang link, ibig sabihin. bumuo ng isang frame (rack);
- itakda ang batas ng paggalaw para sa isa o ilang mga link (gawin silang nangunguna) sa paraang gumaganap ang lahat ng iba pang mga link kailangan may layuning paggalaw.
Bilang ng mga antas ng kalayaan ng mekanismo- ito ang bilang ng mga antas ng kalayaan ng buong kinematic chain na nauugnay sa nakapirming link (rack).
Para sa spatial kinematic chain sa isang pangkalahatang anyo, kondisyon na tinutukoy namin:
bilang ng mga gumagalaw na bahagi - n,
ang bilang ng mga antas ng kalayaan ng lahat ng mga link na ito ay 6n,
bilang ng mga kinematic na pares ng ika-5 klase - P5,
ang bilang ng mga bono na ipinataw ng mga kinematic na pares ng ika-5 klase sa mga link na kasama sa kanila, - 5Р 5 ,
bilang ng mga kinematic na pares ng ika-4 na klase - R 4,
ang bilang ng mga bono na ipinataw ng mga kinematic na pares ng ika-4 na klase sa mga link na kasama sa kanila, - 4P 4 atbp.
Para sa patag kinematic chain at, nang naaayon, para sa isang patag na mekanismoAng formula na ito ay tinatawag na P.L. Chebyshev (1869). Maaari itong makuha mula sa formula ng Malyshev, sa kondisyon na sa eroplano ang katawan ay walang anim, ngunit tatlong antas ng kalayaan:
W \u003d (6 - 3)n - (5 - 3)P 5 - (4 - 3) P 4.
Ipinapakita ng halaga ng W kung gaano karaming mga link sa pagmamaneho ang dapat magkaroon ng mekanismo (kung W= 1 - isa, W= 2 - dalawang nangungunang link, atbp.).
Kinematic couple ay isang movable na koneksyon ng dalawang contact na link, na nagpapahintulot sa mga kamag-anak na paggalaw
ayon sa kamag-anak na paggalaw ng mga link:
rotational; progresibo; tornilyo; planar; spherical;
ayon sa uri ng contact ng mga link:
mas mababa- ito ay mga kinematic na pares kung saan ang contact ng mga link na bumubuo sa kanila ay isinasagawa sa kahabaan ng isang eroplano o sa isang ibabaw;
mas mataas- ito ay mga kinematic na pares kung saan ang contact ng mga link na bumubuo sa kanila ay isinasagawa sa isang linya o sa isang punto;
ayon sa paraan ng pagtiyak ng pakikipag-ugnay ng mga link na bumubuo ng mga kinematic na pares: kapangyarihan- ang mga ito ay mga kinematic na pares kung saan ang patuloy na pakikipag-ugnay ng mga link ay natiyak dahil sa pagkilos ng mga puwersa ng gravity o ang nababanat na puwersa ng tagsibol; geometriko- ito ay mga kinematic na pares kung saan ang patuloy na pakikipag-ugnay ng mga link ay natanto dahil sa disenyo ng mga gumaganang ibabaw ng mga link;
ayon sa bilang ng mga kondisyon ng koneksyon na ipinataw sa kamag-anak na paggalaw ng mga link na bumubuo sa kinematic na pares (ang bilang ng mga kondisyon ng koneksyon ay tumutukoy sa klase ng kinematic na pares);
ayon sa bilang ng mga mobility sa relative motion ng mga links (ang bilang ng mga mobility ay tumutukoy sa mobility ng kinematic pair).
Mga koneksyon- ito ay mga paghihigpit na ipinataw sa mga paggalaw ng mga link ng mekanismo, na ginagawang hindi libre at nilayon para sa paglipat ng enerhiya o impormasyon sa pagitan ng mga link na ito.
Para sa pagbuo ng isang kinematic na pares, kinakailangan na magkaroon ng hindi bababa sa isang bono, dahil kung ang bilang ng mga bono ay katumbas ng zero, ang mga link ay hindi nakikipag-ugnayan, ibig sabihin, hindi sila hawakan, samakatuwid, ang kinematic na pares ay hindi umiiral.
6.Kinematic chain. Mga uri ng kinematic chain
Ang lahat ng mekanismo ay binubuo ng isang hanay ng mga link na bumubuo ng mga kinematic na pares na bumubuo ng mga kinematic chain.
Kinematic chain ay isang sistema ng mga link na bumubuo ng kinematic pairs sa isa't isa
Ang mga kinematic chain ay nahahati sa:
ayon sa disenyo:
simple lang- ito ay isang kinematic chain, ang bawat link ay bahagi ng hindi hihigit sa dalawang kinematic pairs, iyon ay, naglalaman lamang ito ng isa o dalawang vertex links.
kumplikado- ito ay isang kinematic chain na may mga link na bahagi ng tatlo o higit pang mga kinematic na pares, ibig sabihin, naglalaman ito ng hindi bababa sa isang link na may tatlo o higit pang vertices
sa pakikipag-ugnayan ng mga link:
sarado o bukas ay isang kinematic chain kung saan kahit isang link ay may libreng elemento na hindi nakikipag-ugnayan sa ibang mga link at hindi bumubuo ng mga kinematic na pares sa kanila.
sarado- ito ay isang kinematic chain, ang bawat link ay bahagi ng hindi bababa sa dalawang kinematic na pares
Kinematic na koneksyon ay isang kinematic pair na nabuo sa pamamagitan ng mga link ng ilang kinematic chain.
Depende sa pagiging kumplikado ng istraktura, maaaring mayroong ilang mga kinematic na koneksyon sa mekanismo.
Ang paggalaw ng mga matibay na katawan sa mga mekanismo ay itinuturing na may kaugnayan sa link, na kung saan ay kinukuha bilang hindi natitinag at tinatawag na rack(machine bed, engine housing, chassis). Ang lahat ng iba pang matibay na katawan na gumagalaw na may kaugnayan sa rack ay tinatawag gumagalaw na mga link. Ang bawat link ay maaaring binubuo ng isa o higit pang mga bahagi, ngunit bilang bahagi ng link hindi sila maaaring magkaroon ng kamag-anak na paggalaw, i.e. bumuo ng one-piece o detachable na koneksyon ng mga indibidwal na bahagi.
Ayon sa mga function na isinagawa, ang mga link ay maaaring maging input at output, leading at slave, initial at intermediate. link ng input ang paggalaw ay iniulat, na kung saan ay na-convert ng mekanismo sa kinakailangang paggalaw ng iba pang mga link. Nangungunang link- isang link kung saan positibo ang elementarya na gawain ng mga panlabas na puwersa na inilapat dito. link ng output- isang link na nagsasagawa ng paggalaw kung saan nilalayon ang mekanismo. hinihimok link- isang link kung saan ang elementarya na gawain ng mga panlabas na puwersa na inilapat dito ay negatibo o katumbas ng zero.
Kung ang isang link ay binibigyan ng isa o higit pang pangkalahatang mga coordinate na tumutukoy sa posisyon ng lahat ng mga mekanismo na nauugnay sa rack, kung gayon ang link ay tinatawag inisyal.Pangkalahatang mekanismo ng coordinate- ito ang bawat isa sa mga independiyenteng coordinate na tumutukoy sa posisyon ng lahat ng mga link ng mekanismo na nauugnay sa rack.
Depende sa layunin ng mekanismo, ang mga link ay itinalaga ng mga functional na pangalan: kakatuwang tao, connecting rod, rocker arm, piston, rod, slider, link, cam, pusher, cogwheel, carrier, satellite, lever, traverse, crankshaft, camshaft at iba pa.
Sa mga partikular na mekanismo, ang input link ay maaaring parehong nangunguna at hinihimok sa ilang mga yugto ng paggalaw, depende sa inilapat na pwersa at mga sandali ng pwersa, halimbawa, ang motor shaft sa acceleration at deceleration mode, ang motor shaft sa motor at generator mode.
Tandaan mo yan kinematic na pares tawagan ang koneksyon ng dalawang matibay na katawan ng mekanismo, na nagpapahintulot sa kanilang ibinigay na kamag-anak na paggalaw (tingnan ang seksyon 1.1). Sa isang pares, sa panahon ng pakikipag-ugnayan ng mga elemento nito, nangyayari ang kamag-anak na paggalaw ng mga link. Bilang ng antas ng kalayaan sa kamag-anak na paggalaw ng mga link ay tumutukoy sa uri ng pares sa pamamagitan ng kadaliang kumilos . Ang mga pares ay nakikilala single-moving, bimovable, tripartite, four-movable at five-movable. Ang uri ng isang pares ay nakasalalay sa mga geometric na relasyon sa pagitan ng mga elemento ng pares, i.e. kundisyon na naglilimita sa paggalaw ng mga link. Ang bilang ng mga constraint equation sa isang pares ay kinuha bilang class number ng pares.
Bawat isa elemento ng interface ng kinematic pair ay isang koleksyon ng mga ibabaw, linya at indibidwal na mga punto na nabuo ng mga elemento ng dalawang solidong katawan. Elemento – generic na termino na tumutukoy sa nominal na ibabaw , ang anyo nito ay tinukoy sa pagguhit o sa iba pang teknikal na dokumentasyon. Ang mga totoong surface at totoong profile ng mga pares na elemento ay maaaring may mga deviation sa anyo at lokasyon . Ang numerical value ng limit deviations ay na-normalize ng mga tolerance ng cylindricity, roundness, flatness, straightness, parallelism, depende sa antas ng katumpakan at hanay ng laki. Ang ibabaw ay isang karaniwang bahagi ng dalawang magkatabing rehiyon ng espasyo. Sa teorya ng mga mekanismo, ang mga ibabaw na may perpektong hugis at perpektong lokasyon ay isinasaalang-alang. Kung ang kundisyong ito ay hindi natutugunan, ang mga paulit-ulit na lokal na bono ay lilitaw sa mga pares. , dahil ang mga constraint equation ay hindi magkapareho, at ang pares ay nagiging statically indeterminate. Kung ang mga elemento ng conjugation sa kinematic pair ay congruent, i.e. ang mga ibabaw ay nag-tutugma sa lahat ng kanilang mga punto, pagkatapos ay tinawag ang pares mababa. Ang mga pares na may conjugation, ang elemento kung saan ay isang linya o isang punto, ay tinatawag mas mataas. Ang isang linya ay isang karaniwang bahagi ng mga katabing lugar ng isang ibabaw.
Ang isang sistema ng mga link na konektado sa pares ay tinatawag kinematic chain. Mayroong flat at spatial, sarado at bukas, simple at kumplikadong kinematic chain.
Sa isang closed chain, ang mga link ay bumubuo ng isa o higit pang mga circuit. . Ang tabas ay maaaring matibay o may mga antas ng kalayaan. Ang bilang ng mga antas ng kalayaan ay tumutukoy sa klase ng contour . Sa isang patag na kadena, ang lahat ng mga movable link ay gumagawa ng paggalaw ng eroplano na parallel sa parehong nakapirming eroplano. Sa isang simpleng chain, ang isang link ay kasama sa isa o dalawang kinematic na pares. Ang isang kumplikadong chain ay may hindi bababa sa isang link na bumubuo ng higit sa dalawang kinematic na pares.
Ang mga analogue ng kinematic pairs ay kinematic na koneksyon, gawa sa ilang mga gumagalaw na bahagi na may ibabaw, linear o point contact ng mga elemento sa anyo ng isang compact na disenyo at nagbibigay ng kakayahang mabulok ang kamag-anak na paggalaw sa mga bahagi na katumbas ng mga pares ng kaukulang uri.
Ang isang diagram ng isang mekanismo na naglalaman ng isang rack, gumagalaw na mga link, mga kinematic na pares na may pagtatalaga ng kanilang uri at nagpapahiwatig ng kamag-anak na posisyon ng mga elemento ng mekanismo, na ginawa nang walang sukat, ay tinatawag block diagram ng mekanismo.
Ang pinaka-tinatanggap na ginagamit sa mga mekanismo ng mga makina, mga instrumento at iba pang mga aparato mga pares na umiinog (V), na nagpapahintulot lamang sa isang rotational na paggalaw ng isang link na may kaugnayan sa isa pa. Sa mga structural at kinematic diagram, mayroon silang mga simbolo alinsunod sa mga rekomendasyon ng mga internasyonal na pamantayan (Larawan 2.1, a). Nominal na ibabaw ng mga elemento 1, 2 ang rotational pair ay karaniwang cylindrical (Fig. 2.1, b), ngunit maaaring may iba pang mga hugis (halimbawa, conical, spherical). Sa fig. 2.1, v ang block diagram ng manipulator ng isang robot na pang-industriya ay ibinigay, kung saan ang anim na pares ng pag-ikot ay ipinahiwatig: O(0–1 ),A(1–2 ),V(2–3 ),SA(3–4 ),D(4–5 ),E(5–6 ) pagkonekta sa mga link na may kaukulang mga numero. mahigpit na pagkakahawak 6 / ay may anim na antas ng kalayaan, na katumbas ng bilang ng mga solong gumagalaw na pares ng isang bukas na kinematic chain. Sa totoong mga disenyo, ang mga kinematic na koneksyon ay kadalasang ginagamit, na naglalaman ng ilang mga gumagalaw na link at ilang mga kinematic na pares, ngunit sa naturang analogue ng isang rotational na pares, dalawang link lamang ang konektado sa iba pang mga link ng mekanismo. Ang disenyo ng isang rolling bearing na may panlabas 1 at panloob 2 mga singsing na may mga bola sa pagitan 3, gaganapin sa isang tiyak na distansya na may kaugnayan sa bawat isa sa pamamagitan ng isang separator 4 ipinapakita sa fig. 2.2, a.
kanin. 2.1. Structural diagram ng isang pang-industriyang robot arm
kanin. 2.2. Rolling bearings at ang kanilang mga simbolo
Depende sa direksyon ng pinaghihinalaang radial o axial force, ang mga radial bearings ay nakikilala (Larawan 2.2, b), thrust (Larawan 2.2, v) at angular contact (Larawan 2.2, G). Ang mga diagram ay gumagamit ng naaangkop na mga simbolo (Larawan 2.2, d). Ang gumaganang ibabaw sa plain bearings ay maaaring direktang kontakin (dry friction), na pinaghihiwalay ng likido (likido, hydrostatic, hydrodynamic bearings), gas (aerodynamic, aerostatic gas) o pinaghihiwalay ng magnetic forces (magnetic bearings).
Kapag gumagamit ng mga kinematic joints sa halip na isang pares ng pag-ikot, ang mga pagkalugi ng friction ay nabawasan, ang teknolohiya para sa mga yunit ng pagmamanupaktura ay pinasimple dahil sa paggamit ng mga standard na bearings, at ang kapasidad ng tindig ng mga yunit ng makina ay nadagdagan. Ang scheme ng isang kinematic na pares na sumasalamin lamang sa kinakailangang bilang ng mga geometric na bono ay tinatawag basic. Ang pangunahing pamamaraan ng pares ay hindi naglalaman ng mga kalabisan na koneksyon. Ang aktwal na pamamaraan ng pares ay maaaring maglaman ng mga karagdagang link, ngunit dapat silang magkapareho (nagkataon). Ang pag-aalis ng mga kalabisan na lokal na bono sa kinematic na koneksyon kapag nag-i-install ng mga shaft at axle sa ilang mga bearings ay sinisiguro ng wastong katumpakan ng mga bahagi ng pagmamanupaktura at mga mounting assembly unit. Sa fig. Ang 2.3 ay nagpapakita ng isang mahabang baras na naka-mount sa tatlong ball bearings A, A / , Isang // . Ang pagkakahanay ng mga base surface (Larawan 2.3, a) ng mga bearings ay nakasalalay sa katumpakan ng pagbubutas ng mga butas sa mga bahagi ng pabahay at maaaring iakma sa pamamagitan ng pag-install ng mga bearing housing sa frame (Larawan 2.3, b) sa kaso ng mga paglihis mula sa tuwid ng karaniwang axis A A / A // dahil sa pag-aalis o pagkahilig ng mga palakol ng mga indibidwal na bearings. Kapag bumubuo ng teknikal na dokumentasyon para sa kinematic joints, ayon sa GOST 24642-81 at 24643-81, kadalasang ipinapahiwatig nila ang maximum na mga paglihis mula sa parallelism ng mga ibabaw ng rebolusyon, mga paglihis mula sa coaxiality (radial runout), mga deviations mula sa concentricity, deviations mula sa perpendicularity.
kanin. 2.3. Naka-mount ang baras sa tatlong rolling bearings
Para sa isang halimbawa sa fig. Ang 2.4 ay nagpapakita ng isang diagram ng isang two-bearing shaft na may indikasyon para sa mga leeg A at V cylindricity tolerances (pos. 1 at 5 ), pagkakahanay (pos. 2 at 6) at perpendicularity ng mga dulo (pos. 3 at 4 ), na dapat mapanatili kapag ginigiling ang baras.
kanin. 2.4. Scheme ng isang two-bearing shaft
Ang mga katulad na kinakailangan ay nalalapat kapag gumagawa ng mga butas sa base na bahagi (kaso). Sa ilang mga disenyo (Larawan 2.5), mga paglihis mula sa tuwid dahil sa maling pagkakahanay ng mga butas ng katawan (Larawan 2.5, a) o pagkahilig ng mga palakol (Larawan 2.5, b, v) ay binabayaran ng spherical outer surface ng ball bearing outer ring at ang spherical surface sa bearing housing. Sa wastong pag-assemble ng mga node, ang straightness ng axis ng kinematic na koneksyon at ang pagkakakilanlan ng mga geometric na link ay sinisiguro sa pamamagitan ng pag-aalis ng mga redundant na link.
kanin. 2.5. Mga scheme ng pag-install ng baras na may maliliit na paglihis mula sa tuwid
Na may makabuluhang mga paglihis ng axis ng baras mula sa tuwid (Larawan 2.6), ang baras ay naka-mount sa mga espesyal na bearings na may isang spherical na panlabas na ibabaw ng panlabas na singsing. Ang ganitong kinematic na koneksyon ay nagsisiguro sa pag-ikot ng baras sa pagkakaroon ng pagpapalihis ng mga leeg A at A/ baras mula sa pagkakahanay (Larawan 2.6, a) at tuwid (Larawan 2.6, b, c).
kanin. 2.6. Mga scheme ng pag-install ng baras na may makabuluhang mga paglihis mula sa tuwid
Ang bilang ng mga karagdagang bono sa isang tunay na disenyo ng isang pares o kinematic na koneksyon ay tinatawag ang antas ng static na kawalan ng katiyakan ng pares.
cantilever shaft 1 may cylindrical support 2, na-load sa punto SA puwersa F, ay ipinapakita sa fig. 2.7, a. sa suporta A posible na mahanap ang reaktibong sandali at reaksyon, pati na rin ang mga pagpapalihis sa anumang punto ng baras, gamit ang mga pamamaraan ng static. Paglihis sa isang punto SA ibinigay a = b maaaring bawasan ng walong beses kung magkakaparehong elemento ang ipinapasok sa disenyo A/ na may limang karagdagang link (Larawan 2.7, b). Ang bilang ng magkaparehong lokal na mga bono ay maaaring bawasan kung ang isang lumulutang na spherical bearing ay naka-install sa kanang dulo ng baras (Larawan 2.7, b), nagbibigay lamang ng dalawang karagdagang mga bono sa suporta A/ . Kung ang baras ay naka-install sa anyo ng isang kinematic na koneksyon na may dalawang spherical bearings, kung saan ang isa ay lumulutang, at ang pangalawa ay naayos sa direksyon ng ehe (Larawan 2.7, G), pagkatapos ang baras ay nagiging statically determinate, habang ang mga reaktibong sandali sa mga suporta ay katumbas ng zero. Gayunpaman, ang pagpapalihis ng naturang baras sa punto SA(sa a = b) ay dalawang beses lamang na mas mababa kaysa sa pagpapalihis para sa cantilever shaft. Ang kawalan ng labis na mga lokal na koneksyon ay gumagawa ng disenyo ng pares na hindi sensitibo sa temperatura at puwersa ng mga deformation ng baras at pabahay, pati na rin sa mga paglihis sa lokasyon ng mga axes ng mga elemento ng koneksyon.
kanin. 2.7. Mga scheme ng pag-install ng baras para sa pagkalkula ng mga reaksyon sa mga suporta
Kaya, sa kaso ng paggamit ng magkatulad na mga elemento, ang mga pagpapaubaya sa hugis at lokasyon ng mga ibabaw ng isinangkot ay nabawasan, na nagsisiguro sa pagpupulong nang walang pagpapapangit ng mga link sa kinematic chain at ang pag-aalis ng mga karagdagang puwersa sa mga kinematic na pares. Sa pagtaas ng katumpakan ng pagsasama, ang mga gastos sa pagmamanupaktura ay tumataas, ngunit ang higpit at kapasidad ng tindig ng mga shaft at axle, ang pagiging maaasahan at tibay ng makina ay tumaas. Samakatuwid, ang tanong ng admissibility ng magkaparehong mga bono, na, kapag ang rack o iba pang mga link ay na-deform, ay maaaring maging kalabisan, ay malulutas na isinasaalang-alang ang mga kondisyon ng pagpapatakbo ng kinematic na pares, ang mga gastos sa pagmamanupaktura, pag-aayos at pagpapatakbo ng makina.
Ang pinakamainam na disenyo ng isang pares o koneksyon ay isang kamag-anak na konsepto: ang isang disenyo na pinakamainam para sa ilang mga kondisyon ay maaaring hindi katanggap-tanggap para sa iba. Ang pag-optimize ay madalas na nauugnay sa paggawa, na nauunawaan bilang isang hanay ng mga katangian ng disenyo na ipinakita sa pinakamainam na gastos ng paggawa, materyales, pondo at oras para sa mga ibinigay na tagapagpahiwatig ng kalidad, dami ng output, mga kondisyon ng pagmamanupaktura, operasyon at pagkumpuni ng makina. Ang isang disenyo na nagagawa sa iisang produksyon ay kadalasang lumalabas na hindi gaanong kayang gawin sa mass production at ganap na hindi teknolohikal sa isang flow-automated na produksyon, at vice versa.
Ang mga scheme at simbolo ng mga pangunahing uri ng kinematic pairs ay ibinibigay sa Talahanayan. 2.1. Ang bawat pares sa mga tunay na istruktura ay maaaring tumugma sa mga nakabubuo na variant ng mga kinematic na koneksyon sa anyo ng ilang bahagi na may ibang kumbinasyon ng lokal na kadaliang kumilos na hindi nakakaapekto sa pangunahing kadaliang mapakilos ng pares. Halimbawa, ang isang roller bearing ay katumbas ng isang dalawang-gumagalaw na cylindrical na pares; spherical ball bearing, na nagpapahintulot sa misalignment ng mga axes sa loob ng ilang mga limitasyon, ay katumbas ng isang spherical three-moving pair; Ang thrust ball bearing na may spherical outer surface na naka-mount sa tapered surface ay katumbas ng limang-moving point pair.
Talahanayan 2.1
Ang mga pangunahing uri ng kinematic pairs
Ang mga kinematic joint ay kadalasang mayroong malaking bilang ng mga redundant na lokal na bono. Maaari silang alisin gamit ang prinsipyo ng multithreading. Sa ganitong mga disenyo, dahil sa mataas na katumpakan ng pagmamanupaktura (halimbawa, mga bola at singsing sa ball bearings), ang labis na mga lokal na bono ay magkapareho. Sa kasong ito, ang static na indeterminacy ng koneksyon ay hindi nakakaapekto sa paggana ng rotational pair.
Kinematic couple movable conjugation ng dalawang solid na link, na nagpapataw ng mga paghihigpit sa kanilang kamag-anak na paggalaw sa pamamagitan ng mga kondisyon ng komunikasyon. Ang bawat isa sa mga kondisyon ng link ay nag-aalis ng isang antas ng kalayaan ,
iyon ay, ang posibilidad ng isa sa 6 na independiyenteng mga kamag-anak na galaw sa kalawakan. Sa isang rectangular coordinate system, 3 translational na paggalaw (sa direksyon ng 3 coordinate axes) at 3 rotational na paggalaw (sa paligid ng mga axes na ito) ay posible. Ayon sa bilang ng mga kondisyon ng komunikasyon S Nahahati sa 5 klase ang K. p. Bilang ng antas ng kalayaan K. p. W=6-S. Sa loob ng bawat klase, ang K. aytem ay nahahati sa mga uri ayon sa natitirang posibleng kamag-anak na paggalaw ng mga link. Ayon sa likas na katangian ng pakikipag-ugnay ng mga link, ang mas mababang K. p. ay nakikilala - na may pakikipag-ugnay sa mga ibabaw, at mas mataas - na may pakikipag-ugnay sa mga linya o sa mga punto. Ang mas mataas na K. aytem ay posible para sa lahat ng 5 klase at maraming uri; mas mababa - 3 klase lamang at 6 na species ( fig.1
). Ginagawa rin ang pagkakaiba sa pagitan ng geometrically closed at non-closed C.P. kanin. isa
), at pangalawa, kinakailangan ang puwersang pagpindot para sa pagsasara, ang tinatawag na. puwersahang pagsasara (halimbawa, sa mekanismo ng cam). Sa karaniwang paraan, ang mga movable coupling na may ilang intermediate rolling elements (halimbawa, ball at roller bearings) at may intermediate deformable elements (halimbawa, ang tinatawag na backlash-free hinges ng mga device na may flat spring) ay tinutukoy bilang k. kanin. 2
). N. Ya. Niberg.
Great Soviet Encyclopedia. - M.: Encyclopedia ng Sobyet. 1969-1978 .
Tingnan kung ano ang "Kinematic pair" sa iba pang mga diksyunaryo:
Ang koneksyon ng 2 link ng mekanismo, na nagpapahintulot sa kanilang kamag-anak na paggalaw. Ang kinematic pair, kung saan ang mga link ay nakadikit sa ibabaw, ay tinatawag na mas mababang isa (halimbawa, isang rotational hinge, isang translational slider at isang gabay). Kinematic na pares, ... ... Malaking Encyclopedic Dictionary
kinematic na pares- Pares na Koneksyon ng dalawang magkadugtong na link, na nagpapahintulot sa kanilang kamag-anak na paggalaw. [Koleksyon ng mga inirerekomendang termino. Isyu 99. Teorya ng mga mekanismo at makina. USSR Academy of Sciences. Komite ng Scientific and Technical Terminology. 1984] Teorya ng mga paksa ... ... Handbook ng Teknikal na Tagasalin
kinematic na pares- kinematic na pares; pares Isang koneksyon ng dalawang magkadikit na link, na nagpapahintulot sa kamag-anak na paggalaw mula sa ...
Ang koneksyon ng 2 link ng mekanismo, na nagpapahintulot sa kanilang kamag-anak na paggalaw. Ang kinematic pair kung saan ang mga link ay nakadikit sa ibabaw ay tinatawag na mas mababang isa (halimbawa, isang rotational hinge, isang translational slider at isang gabay). Kinematic...... encyclopedic Dictionary
- ... Wikipedia
kinematic na pares- kinematinė pora statusas T sritis fizika atitikmenys: angl. kinematic pair vok. kinematisches Elementenpaar, n rus. kinematic na pares, f pranc. paire cinematique, f … Fizikos terminų žodynas
Ang koneksyon ng dalawang magkadugtong na link, na nagpapahintulot sa kanila na magkaugnay. galaw. Mga ibabaw, linya, punto, kung saan maaaring makipag-ugnayan ang isang link sa isa pang link, tinatawag. mga elemento ng link. Ang K. p. ay nahahati sa mas mababa (contact surface) at mas mataas ... ... Malaking encyclopedic polytechnic na diksyunaryo
kinematic na pares- kinematic pair Koneksyon ng dalawang matibay na katawan ng mekanismo, na nagpapahintulot sa kanilang ibinigay na kamag-anak na paggalaw. Code IFToMM: 1.2.3 Seksyon: PANGKALAHATANG KONSEPTO NG TEORYA NG MEKANISMO AT MESIN ... Teorya ng mga mekanismo at makina
pares- kinematic na pares; pares Isang koneksyon ng dalawang magkadikit na link, na nagpapahintulot sa kamag-anak na paggalaw mula sa kanila. pares ng pwersa; pares Isang sistema ng dalawang magkatulad na puwersa, pantay sa magnitude at nakadirekta sa magkasalungat na direksyon ... Polytechnic terminological explanatory dictionary
nangungunang pares- Isang kinematic na pares kung saan ang kinakailangang kamag-anak na paggalaw ng mga link ay maaari lamang makuha sa pamamagitan ng pagpindot sa mga elemento nito sa mga linya at sa mga punto ... Polytechnic terminological explanatory dictionary