Структура механизмов. Кинематические пары и их классификация

Механизм является системой твердых тел. Поэтому механизмы имеют как весьма простое, так и достаточно сложное и разнообразное строение (структуру). Строе­нием механизма определяются такие его важнейшие характеристики, как виды осу­ществляемых движений, способы их преобразования, число степеней свободы. Формирование механизма, т. е. соединение отдельных его частей в единую систему, сопровождается наложением связей. Правильное их распределение в строении механизма в сильной степени предопределяет его надежную эксплуатацию. Поэ­тому при проектировании нужно из множества разнообразных механизмов выбрать самый подходящий и правильно подобрать его основные структурные элементы. А для этого прежде всего надо знать основные виды современных механизмов, их структурные характеристики, закономерности их строения.

Механизмы состоят из деталей, которые соединяются между собой жёстко или подвижно.

Деталь - изделие, изготовленное из однородного материала без применения сборочных операций. Например, болт, тело шатуна двигателя внутреннего сгорания, крышка шатуна.

Звено механизма – одна или несколько деталей, соединённых жёстко между собой, у которых исключается их относительное движение. Например, коленчатый вал, шатун в сборе, поршень вместе с поршневыми кольцами.

Элемент кинематической пары - совокупность поверхностей, линий и отдельных точек звена, по которым оно соприкасается с другим звеном.

Кинематические пары классифицируются по различным признакам. По характеру соприкасающихся элементов кинематические пары делятся на высшие и низшие.

В высших кинематических парахэлементом соприкосновения является линия или точка. Примеры: шар-плоскость, цилиндр-плоскость (рис 1.2).

Числом степеней свободы (W) механической системы называется число

независимых параметров, определяющих положение всех элементов системы.

Вхождение звена в ту или иную кинематическую пару налагает ограничения на относительное движение звеньев.

По числу степеней свободы в относительном движении звеньев кинематические пары делятся на одно-, двух-, трех-, четырех- и пятиподвижные, которые налагают на относительное движение звеньев соответственно пять, четыре, три, две и одну связь. Изображения и характеристики некоторых кинематических пар приведены в табл. 1.1. Например, поступательная пара имеет одну степень свободы, так как допускает только одно движение одного звена относительно другого и, следовательно, является одноподвижной. Число связей, ограничивающих движение одного звена относительно другого в этой паре, равно пяти. Общая сумма чисел степеней свободы и числа связей в кинематических парах равна шести. Другая кинематическая пара - цилиндрическая допускает два движения одного звена относительно другого и является двухподвижной. Число степеней свободы в такой паре равно двум. Число связей, ограничивающих движение одного звена в этой паре относительно другого равно, четырём. В паре шар - плоскость число связей равно одному, так как движение одного звена относительно другого вдоль вертикальной оси невозможно без разрушения пары. Число возможных движений одного звена относительно другого в такой паре рано пяти. Кинематическая пара в этом случае является пятиподвижной, т.е. имеет пять степеней свободы.

Таблица 1.1. Виды кинематических пар

Дата добавления: 2014-04-19; просмотров: 452; Нарушение авторских прав

Мы поможем в написании ваших работ!