1.2.1 Vytahovací kinematika. 1.2.1.1 Prostorové charakteristiky. Často kvůli neúspěšně zvolené výchozí pozici nemůže sportovec v soutěžích ukázat výsledek, který snadno předvádí v tréninku. nespolehlivé uchopení,

Umístění zranitelných míst na lidském těle Mezi oblasti, kde se nacházejí zranitelná místa těla, patří hráze, solar plexus, žebra, srdce, játra, slezina, podpaží, ledviny, kostrč, hrází prochází mnoho velkých cév a nervů. výše

3.3. Nalezení nejdůležitějších orientačních bodů na vlastním těle Samotné teoretické znalosti anatomie vám sotva pomohou naučit se jezdit. Abychom okořenili tuto velmi důležitou kapitolu o anatomii, doporučil bych si nyní obléknout krátké tréninkové šortky,

5.3. Určení nejdůležitějších bodů orientace na těle Opět vyvstává otázka, jak dobře znáte své vlastní tělo. Než začnete hledat nejdůležitější body, prozkoumejte se před zrcadlem a odpovězte si: * Jaké jsou obrysy vašeho ramenního pletence, on

6.3. Určení nejdůležitějších orientačních bodů na vlastním těle Důležitým orientačním bodem je horní přední část páteře pánve (obr. 6.8), kterou jste již zjistili při studiu kapitoly o pánvi. Nachází se v úrovni kyčelního kloubu a je tedy velmi důležitý pro pozorování

Kapitola třetí. Ve zdravém těle zdravý duch! 3.1. Štíhlá postava po mnoho let Vícesložková jídla jsou náročná na přípravu, jejich obsah kalorií se mnohonásobně zvyšuje kvůli obsahu různých produktů s někdy neslučitelnými bílkovinami a sacharidy. Dokonce by se zdálo

Struktura mechanismu.

Klasifikace kinematických dvojic

Kinematické páry (KP) jsou klasifikovány podle následujících kritérií:

1) podle typu kontaktního bodu (připojovacího bodu) povrchů článku:

Spodní, ve kterých je kontakt článků prováděn podél roviny nebo povrchu (kluzné páry);

Vyšší, ve kterém se kontakt článků provádí podél čar nebo bodů (páry, které umožňují klouzání s válcováním). Nacházejí se například v převodových a vačkových mechanismech).

2) podle relativního pohybu článků tvořících pár:

Rotační;

translační;

Válcový;

kulový;

Šroub;

Byt.

Mechanismus, jehož články tvoří pouze rotační, translační, válcové a kulové páry, se nazývá páka.

3) podle způsobu uzavření (zajištění kontaktu mezi články páru):

Výkon (v důsledku působení tíhových sil nebo pružné síly pružiny);

Geometrické (vzhledem k provedení pracovních ploch dvojice).

Obr.2.1 Obr.2.2

4) podle počtu mobilit v relativním pohybu článků.

5) podle počtu podmínek připojení kladených na relativní pohyb spojů (počet podmínek připojení určuje třídu kinematické dvojice);

Těleso, které je v prostoru (v kartézském souřadnicovém systému X, Y, Z) má 6 stupňů volnosti. Může se pohybovat podél každé ze tří os X, Y a Z, stejně jako rotovat kolem každé osy (obr. 2.3). Pokud těleso (spojka) tvoří kinematickou dvojici s jiným tělesem (spojkou), pak ztratí jeden nebo více z těchto 6 stupňů volnosti.

Rýže. 2.3. Stupně volnosti těla v prostoru

Všechny páry jsou rozděleny do pěti tříd v závislosti na počtu vazeb uložených na pohyblivosti každého z článků. Pokud například tělesa (spojky), která tvořila kinematickou dvojici, ztratila každé 5 stupňů volnosti, nazývá se tato dvojice kinematickou dvojicí 5. třídy. Pokud se ztratí 4 stupně volnosti - 4. třída atd. Počet stupňů volnosti je označen . Počet vynucených spojení je označen . V tomto případě lze počet stupňů mobility určit podle vzorce: .

Dvojice první třídy: ; .

Dvojice druhé třídy: ; .

Dvojice třetí třídy: ; .

Pár čtvrté třídy: ; .

Pár z páté třídy: ; .

Příklady klasifikace párů:

Uvažujme kinematickou dvojici "šroub-matice" (obr. 2.4). Počet stupňů pohyblivosti této dvojice je 1 a počet uložených vazeb je 5. Tato dvojice bude párem páté třídy, pouze jeden typ pohybu pro šroub nebo matici lze libovolně zvolit a druhý bude doprovázet pohyb.

Obr.2.4

Klasifikace kinematických řetězců

Několik článků propojených kinematickými dvojicemi tvoří kinematický řetězec.

Kinematické řetězce jsou:

Uzavřené (jednoduché). V uzavřeném řetězci obsahuje každý článek alespoň dvě kinematické dvojice.

Otevřete (jednoduché).

Komplex.

Na základě přítomnosti větví rozlišit řetězy jednoduchý(každý článek řetězce obsahuje nejvýše dvě kinematické dvojice) a komplex nebo rozvětvený(některé odkazy jsou ve třech nebo více párech); u rozvětvených řetězů mohou být přítomny tzv. vícenásobné (dvojité, trojité atd.) závěsy.

Podle oblasti pohybu odkazůřetězy jsou byt(trajektorie bodů všech spojnic jsou ploché křivky ležící v rovnoběžných rovinách) a prostorový.

Aby bylo možné získat mechanismus z kinematického řetězce, je nutné:

Udělat jeden odkaz nepohyblivým, tzn. vytvořit rám (stojan);

Nastavte zákon pohybu pro jeden nebo několik článků (udělejte je tak, aby vedly) tak, aby všechny ostatní články prováděly požadované účelné pohyby.

Některé další definice:

Souřadnice zobecněného mechanismu- každá z nezávislých souřadnic, které určují polohu všech článků mechanismu vzhledem k regálu;

Počet stupňů volnosti mechanismu- to je počet stupňů volnosti celého kinematického řetězce vzhledem k pevnému článku (regále).

Pro prostorový kinematický řetězec obecně podmíněně označujeme:

Počet pohyblivých odkazů - n,

Počet stupňů volnosti všech těchto vazeb je 6n,

Počet kinematických dvojic 5. třídy - P 5,

Počet vazeb uložených kinematickými dvojicemi 5. třídy na odkazy v nich obsažené je 5Р 5,

Počet kinematických dvojic 4. třídy - R 4,

Počet vazeb uložených kinematickými dvojicemi 4. třídy na spoje v nich obsažené je 4P 4 atd.

Články kinematického řetězce, tvořící kinematické dvojice s ostatními články, ztrácejí některé stupně volnosti. Zbývající počet stupňů volnosti kinematického řetězce vzhledem k hřebenu lze vypočítat podle vzorce

Toto je strukturní vzorec prostorového kinematického řetězce, neboli Malyshevův vzorec, získaný P.I. Somov v roce 1887 a vyvinutý A.P. Malyshev v roce 1923.

Hodnota W se nazývá stupeň pohyblivosti mechanismu (pokud je mechanismus tvořen z kinematického řetězce).

Pro plochý kinematický řetěz a tedy pro plochý mechanismus

Tento vzorec se nazývá P.L. Čebyšev (1869). Lze jej získat z Malyshevova vzorce za předpokladu, že v rovině má tělo ne šest, ale tři stupně volnosti:

Hodnota W ukazuje, kolik úvodních odkazů by měl mít mechanismus (pokud W = 1 - jeden, W = 2 - dva úvodní odkazy atd.).

Koncept strukturní syntézy a analýzy

Struktura každého technického systému je určena funkčně propojeným souborem prvků a vztahy mezi nimi. Přitom u mechanismů jsou prvky chápány jako vazby, skupiny vazeb nebo typické mechanismy a vztahy jako pohyblivá (KP) nebo pevná spojení. Proto pod struktura mechanismu je chápán jako souhrn jeho prvků a vztahů mezi nimi, tzn. soubor vazeb, skupin nebo typických mechanismů a pohyblivých nebo pevných spojení. Geometrická struktura mechanismu je plně popsána zadáním geometrického tvaru jeho prvků, jejich umístění a uvedením typu spojení mezi nimi. Struktura mechanismu může být popsána v různých fázích návrhu různými prostředky, s různými úrovněmi abstrakce: na funkční úrovni - funkční schéma, na úrovni vazeb a strukturních skupin - blokové schéma atd. Strukturální schéma- grafické znázornění mechanismu, vyrobené pomocí symbolů doporučených GOST (viz například GOST 2.703-68) nebo přijatých ve speciální literatuře, obsahující informace o počtu a umístění prvků (odkazy, skupiny), jakož i na typu a třídě kinematických dvojic spojujících tyto prvky. Na rozdíl od kinematického schématu mechanismu strukturální schéma neobsahuje informace o rozměrech článků a je zakresleno bez dodržení měřítka. (Poznámka: kinematické schéma- grafický model mechanismu určený ke studiu jeho kinematiky.)

Jako v jakékoli fázi návrhu strukturní syntézy se rozlišují úlohy syntézy a úlohy analýzy.

Úloha statické analýzy je úkolem určit parametry struktury daného mechanismu - počet vazeb a strukturních skupin, počet a typ CP, počet mobilit (hlavní a lokální), počet vrstevnic a počet redundantních vazeb. .

Úloha strukturní syntézy je úkolem syntetizovat strukturu nového mechanismu se specifikovanými vlastnostmi: počtem pohyblivostí, nepřítomností lokální pohyblivosti a nadměrných spojení, minimálním počtem spojů, s páry určitého typu (například pouze rotační, jako např. technologicky nejpokročilejší) atd.

Základní pojmy strukturní syntézy a analýzy

Pohyblivost mechanismu- počet nezávislých zobecněných souřadnic, které jednoznačně určují polohu článků mechanismu v rovině nebo v prostoru.

Spojení- omezení kladené na pohyb tělesa po dané souřadnici.

Redundantní (pasivní)- takové vazby v mechanismu, které opakují nebo duplikují vazby, které již existují na dané souřadnici, a proto nemění skutečnou pohyblivost mechanismu. V tomto případě se snižuje vypočítaná pohyblivost mechanismu a zvyšuje se stupeň jeho statické neurčitosti. Někdy se používá jiná definice: Redundantní připojení- jedná se o vazby, jejichž počet v mechanismu je určen rozdílem mezi celkovým počtem vazeb uložených kinematickými dvojicemi a součtem stupňů pohyblivosti všech vazeb, lokální pohyblivosti a dané (požadované) pohyblivosti spojky. mechanismus jako celek.

Místní mobilita- pohyblivost mechanismu, které neovlivňují jeho polohovou funkci (a přenosové funkce), ale jsou do mechanismu zavedeny pro jiné účely (např. pohyblivost kladky ve vačkovém mechanismu poskytuje náhradu v nejvyšším páru kluzné tření valivým třením).mechanismy a stroje. Struktura, kinematika a dynamika kloubové páky mechanismy: Tutorial. ...

STRUKTURA MECHANISMŮ

Základní pojmy a definice.

Systém pojmů poskytuje jednotný přístup k popisu libovolného znalostního systému. Začněme proto objasněním významu a významu použité formulace.

Mechanismus - soustava těles určená k přeměně pohybu jednoho nebo více pevných těles a (nebo) sil na ně působících na požadované pohyby jiných těles a (nebo) sil. V teorii mechanismů a strojů se pevnými tělesy rozumí jak absolutně tuhá, tak i deformovatelná tělesa.

Auto- zařízení, které provádí mechanické pohyby k přeměně energie, materiálů a informací. Materiály znamenají předměty práce: zpracované výrobky, přepravované zboží atd.

Detail - výrobek vyrobený z jednotného materiálu, podle názvu a značky, bez použití montážních operací.

Odkaz je tuhé těleso účastnící se dané pohybové transformace. Spojka se může skládat z několika částí, které mezi sebou nemají relativní pohyb.

stojan - odkaz, který je podmíněně přijat jako pevný.

Vstupní odkaz- spoj, na který se hlásí pohyb, který je mechanismem převáděn na požadované pohyby dalších spojů.

výstupní odkaz- spojka, která vykonává pohyb, pro který je mechanismus určen.

Startovní odkaz - odkaz, kterému je přiřazena jedna nebo více zobecněných souřadnic mechanismu.

Souřadnice zobecněného mechanismu- každá z nezávislých souřadnic, které určují polohu všech článků mechanismu vzhledem k regálu.

Počet stupňů volnosti mechanismu je počet zobecněných souřadnic mechanismu.

Spojení– jakýkoli stav, který snižuje počet stupňů volnosti mechanismu. Jakékoli spojení lze zrušit nahrazením jeho akce reakcí.

Redundantní připojení– vazba, jejíž eliminací se nezmění počet stupňů volnosti mechanismu.

Kinematický pár– spojení dvou tuhých těles mechanismu, umožňující jejich daný relativní pohyb. Podmínkou existence páru je: přítomnost dvou článků, jejich kontakt a relativní pohyb článků.

Kinematický řetězec- soustava vazeb a (nebo) polovodičových prvků mechanismu, které mezi sebou tvoří kinematické dvojice. Rozlišujte mezi kinematickými řetězci OTEVŘENO a ZAVŘENO. OTEVŘENO nazývá se takový kinematický řetězec, který má alespoň jeden článek obsažený pouze v jedné kinematické dvojici. V ZAVŘENO v řetězci nejsou žádné články, které by měly volné prvky kinematických dvojic. Každý článek takového řetězu je součástí alespoň dvou párů.

prvek mechanismu- pevná, kapalná nebo plynná složka mechanismu, která zajišťuje interakci jeho článků, které nejsou ve vzájemném přímém kontaktu.

Prvek rozhraní kinematické dvojice- společná plocha, čára nebo bod tvořený spojovacími prvky dvou jiných těles.

Počet stupňů volnosti (pohyblivosti) kinematické dvojice (N)- počet nezávislých souřadnic potřebných k popisu vzájemné polohy spojnic kinematických dvojic.

Je známo, že volně se pohybující těleso v prostoru má šest stupňů volnosti. Počet komunikačních podmínek S superponovaný na relativní pohyb spojnice kinematické dvojice se může v rámci . Existují jedno-, dvou-, tří-, čtyř- a pětipohyblivé kinematické dvojice. Proto máme vztah H = 6 - S.

Jednostěnný pár– kinematická dvojice s jedním stupněm volnosti v relativním pohybu spojených tuhých těles.

Dvojitý pohyblivý pár– kinematická dvojice se dvěma stupni volnosti v relativním pohybu spojených tuhých těles.

Třítahová dvojice– kinematická dvojice se třemi stupni volnosti v relativním pohybu spojených tuhých těles.

Čtyřtahová dvojice– kinematická dvojice se čtyřmi stupni volnosti v relativním pohybu spojených tuhých těles.

Pětistěhovací pár– kinematická dvojice s pěti stupni volnosti v relativním pohybu spojených tuhých těles.

Strukturní vzorec- algebraický výraz, který stanoví vztah mezi počtem stupňů volnosti mechanismu, počtem pohyblivých článků, počtem a pohyblivostí kinematických dvojic.

Assura Group- kinematický řetězec, jehož spojením s mechanismem nebo jeho rozpojením vzniká mechanismus mající pohyblivost rovnou pohyblivosti původního mechanismu, který není rozdělen na další řetězce se stejnými vlastnostmi.

Měřítko- poměr číselné hodnoty fyzikální veličiny v jednotkách pro ni charakteristických k délce úsečky (mm) znázorňující tuto veličinu (v diagramu, grafu apod.).

Měřítko je převrácená hodnota měřítka.

Klasifikace kinematických dvojic

1. V závislosti na počtu H rozlišovat jedno-, dvou-, tří-, čtyř- a pětipohyblivé kinematické dvojice. Počet omezujících rovnic se bere jako číslo třídy.

2. Podle povahy kontaktu prvků článků (přesněji typu prvků) se dvojice dělí na dolní a dovnitř vyšší(návrh F. Relo). Na nižší zahrnují kinematické dvojice, jejichž prvky jsou plochy (obrázek 1.2). Prvky vyšší dvojice jsou čáry nebo tečky (obrázek 1.2).

3. Podle povahy párování se rozlišují kinematické dvojice se silovým uzavřením (kontakt článků je zajištěn působením nějaké síly, např. závažím nebo pružinou) a kinematickými (je dosaženo stálého kontaktu článků kvůli konstrukčnímu tvaru prvků).

4. Podle charakteru relativního pohybu článků se kinematické dvojice dělí na translační, rotační, šroubovicové, válcové, kulové, rovinné.

Na Obr. 1.1 ukazuje jednopohybové dvojice (kinematické dvojice třídy V), uvažujme je podrobněji.

Pár s jedním pohybem:

1) rotační(obr. 1.1. a) - válcový závěs. Je uloženo pět podmínek připojení: všechny pohyby jsou vyloučeny, kromě rotačních.

2) Překladové(obr. 1.1. b) - je uloženo pět podmínek připojení: všechny pohyby jsou vyloučeny, kromě jednoho translačního.

3) šroub(obr. 1.1. c) - je uloženo pět podmínek připojení: všechny pohyby jsou vyloučeny, kromě translačních. (Otáčení nezavádí stupně volnosti, protože v tomto případě translační a rotační pohyb nejsou nezávislé).

Na Obr. 1.2 ukazuje páry dvou-, tří-, čtyř- a pětipohyblivé(kinematické dvojice IV, III, II a I tříd) se jim budeme věnovat podrobněji.

Dvojitá dvojice(obr. 1.2.a) - pouzdro na válci. Jsou stanoveny čtyři podmínky připojení, translační a rotační pohyby podél os ОХ a ОZ jsou vyloučeny.

Třítahová dvojice(obr. 1.2.b) - kulový válec. Jsou stanoveny tři podmínky připojení: translační pohyby podél všech tří os jsou vyloučeny.

Pár čtyřpohyblivý(obr. 1.2.c) - válec na rovině. Jsou uloženy dvě podmínky připojení: translační pohyb podél osy O Z a rotační pohyb kolem osy O X jsou vyloučeny.

Dvojice pěti tahů(obr. 1.2.d) - koule na rovině. Je uložena jedna podmínka připojení: translační pohyb podél osy O Z je vyloučen.

kinematická dvojice ( zkráceně dvojice) se nazývá pohyblivé spojení dvou sousedících článků. Omezení kladené na pohyb tuhého tělesa se nazývá stav připojení.

Kinematická dvojice tedy ukládá podmínku spojení na relativní pohyb dvou spojených článků. Je zřejmé, že největší počet podmínek spojení uložených kinematickou dvojicí je pět (5).

Různý počet podmínek spojení kladených na relativní pohyb vazeb kinematickými dvojicemi nám umožňuje rozdělit posledně jmenované do pěti tříd, takže dvojice k-té třídy klade k podmínek spojení, kde k je od (1,2,3, 4,5). Z toho vyplývá, že kinematická dvojice k-té třídy umožňuje 6k stupňů volnosti v relativním pohybu spojnic.

Je třeba poznamenat, že v mechanismech jsou použity pouze kinematické dvojice páté, čtvrté a třetí třídy. Kinematické dvojice první a druhé třídy nenašly uplatnění v existujících mechanismech. kloubové spojení kinematické

Nejvyšší páry- jedná se o páry, ve kterých při spojení dvou článků dochází ke kontaktu na křivkách a bodech.

Podřadné páry- jedná se o páry, ve kterých při spojení dvou článků dochází ke kontaktu podél ploch.

Tento mechanismus se skládá ze 6 článků obrázek (2).

• A) 1- Klika, pohyblivý článek, vykonává rotační pohyb;
• B) 2,4-tyče, pohyblivé články, dělají složité pohyby;
• C) 3,5 - jezdce, pohyblivé články, provádějí translační pohyb;
• D) 6- rack, pevný článek;

Počet pohyblivých odkazů=5.

Stanovení stupně pohyblivosti mechanismu.

V uvažovaném mechanismu je sedm (7) kinematických dvojic, z nichž pět (5) je rotačních a dvě (2) jsou translační.

Stupeň mobility mechanismů je určen vzorcem:

W=3(n-l)-2P5-P4;

n - Počet odkazů;

P5 - počet kinematických dvojic 5. třídy;

P4 - počet kinematických dvojic třídy 4;

w=3(6-1)-2*7=1; w=1;

Skupina Assura a skupiny na základní úrovni.

Rozdělme mechanismus do skupin asurů. Za tímto účelem vyčleníme skupiny původního odkazu. Vzhledem k tomu, že stupeň mobility mechanismu je w=1, pak by skupina počátečního článku měla být také w=1. Skupina obsahuje hřeben (6) a pohyblivý článek (1).

Nejjednodušší skupiny vazeb, jejichž přidáním k dalším článkům mechanismu se nemění počet jeho stupňů volnosti, se nazývají skupiny asura. Protože jediná pevná linka byla zahrnuta do skupiny počátečních linek, obsahuje skupina Assura pouze mobilní linky.

Stupeň mobility skupiny asura w=0 a lze jej definovat jako počet stupňů volnosti skupiny vzhledem k pevnému spoji. Skupiny Assur jsou klasifikovány podle počtu kinematických dvojic, kterými jsou připojeny k hlavnímu mechanismu. Toto číslo určuje pořadí skupiny. Kromě toho má skupina pojištění třídu určenou počtem kinematických dvojic, které tvoří nejsložitější uzavřený obrys.

Kinematická dvojice je pohyblivé spojení dvou sousedících článků, které jim zajišťuje určitý relativní pohyb. Prvky kinematické dvojice jsou množinou Ploch čar nebo bodů, podél kterých dochází k pohyblivému spojení dvou článků a které tvoří kinematickou dvojici. Aby pár existoval, musí být prvky jeho základních článků v neustálém kontaktu T.

Pokud vám tato práce nevyhovuje, dole na stránce je seznam podobných prací. Můžete také použít tlačítko vyhledávání

Přednáška 2

Ať už je mechanismus stroje jakýkoli, vždy se skládá pouze z článků a kinematických dvojic.

Podmínky spojení kladené v mechanismech na pohyblivé články, v teorii strojů a mechanismů Je obvyklé nazývat kinematické dvojice.

Kinematický párnazývané pohyblivé spojení dvou sousedících článků, zajišťujících jim určitý relativní pohyb.

V tabulce. 2.1 jsou uvedeny názvy, nákresy, symboly nejběžnějších kinematických dvojic v praxi a také jejich klasifikace.

Spoje, když jsou spojeny do kinematické dvojice, mohou přijít do vzájemného kontaktu podél ploch, čar a bodů.

Prvky kinematické dvojicenazývají množinu Ploch, čar nebo bodů, podél kterých dochází k pohyblivému spojení dvou článků a které tvoří kinematickou Dvojici. V závislosti na typu kontaktu prvků kinematických dvojic existují vyšší a nižší kinematické dvojice.

Nazývají se kinematické dvojice tvořené prvky ve tvaru úsečky nebo bodu vyšší .

Kinematické dvojice tvořené prvky ve formě ploch se nazývají dolní.

Aby pár mohl existovat, musí být prvky jeho základních článků v neustálém kontaktu, tj. být uzavřen. Uzávěr kinematických dvojic může býtgeometricky nebo silově, Například pomocí vlastní hmoty, pružin atd.

Pevnost, odolnost proti opotřebení a životnost kinematických dvojic závisí na jejich typu a provedení. Spodní páry jsou odolnější proti opotřebení než vyšší. Vysvětluje se to tím, že v nižších párech dochází ke kontaktu prvků párů po povrchu, a proto v něm při stejném zatížení vznikají nižší měrné tlaky než ve vyšším. Opotřebení, ceteris paribus, je úměrné specifickému tlaku, a proto se spodní páry opotřebovávají pomaleji než vyšší. Pro snížení opotřebení strojů je proto výhodnější používat nižší páry, často však použití vyšších kinematických párů umožňuje výrazně zjednodušit konstrukční schémata strojů, což snižuje jejich rozměry a zjednodušuje konstrukci. Správná volba kinematických dvojic je proto složitým inženýrským problémem.

Kinematické páry jsou také rozděleny podlepočet stupňů volnosti(mobilita), které zpřístupňuje odkazům přes něj připojeným, popřpočet podmínek propojení(párová třída), vynucené dvojicí na relativní pohyb spojených článků. Při použití takové klasifikace dostávají vývojáři strojů informace o možných relativních pohybech článků a o povaze interakce silových faktorů mezi prvky dvojice.

Bezplatný odkaz, který je v obecném případě in M - dimenzionální prostor, umožňující P typů nejjednodušších pohybů, má řadu stupňů volnosti! ( H) nebo W - pohyblivé.

Pokud je tedy spojení v trojrozměrném prostoru, umožňuje šest typů jednoduchých pohybů – tři rotační a tři translační kolem a podél os X, V, Z , pak říkáme, že má šest stupňů volnosti, nebo má šest zobecněných souřadnic, nebo je šest pohyblivých. Pokud je odkaz ve dvourozměrném prostoru, který umožňuje tři typy jednoduchých pohybů - jedno otočení kolem Z a dvě translační podél os X a Y , pak říkají, že má tři stupně volnosti, nebo tři zobecněné souřadnice, nebo je trojpohyblivý atd.

Tabulka 2.1

Když jsou spoje kombinovány pomocí kinematických dvojic, ztrácejí své stupně volnosti. To znamená, že kinematické dvojice vnucují spojům, které spojují, číslem S.

V závislosti na počtu stupňů volnosti, které mají spojky spojené do kinematické dvojice v relativním pohybu, určete pohyblivost dvojice ( W = H ). Jestliže H je počet stupňů volnosti vazeb kinematické dvojice v relativním pohybu, na mobilita páru je určena takto:

kde P - mobilita prostoru, ve kterém se uvažovaná dvojice nachází; S - počet dluhopisů uložených párem.

Je třeba poznamenat, že mobilita páru W , definovaný (2.1), nezávisí na typu prostoru, ve kterém je realizován, ale pouze na konstrukci.

Například rotační (translační) (viz tabulka 2.1) pár, jak v šesti- i třípohyblivém prostoru, zůstane stále jednopohyblivý, v prvním případě na něj bude uloženo 5 vazeb a ve druhém případě - 2 dluhopisy, a tak budeme mít, resp.

pro šestimístný prostor:

pro třímístný prostor:

Jak vidíte, pohyblivost kinematických dvojic nezávisí na vlastnostech prostoru, což je výhodou této klasifikace. Naopak časté dělení kinematických dvojic do tříd trpí tím, že třída dvojice závisí na Charakteristice prostoru, což znamená, že stejná dvojice v různých prostorech má jinou třídu. To je pro praktické účely nepohodlné, což znamená, že taková klasifikace kinematických dvojic je iracionální, takže je lepší ji nepoužívat.

Je možné zvolit takovou formu prvků dvojice, aby jedním nezávislým elementárním pohybem vznikl druhý - závislý (derivát). Příkladem takové kinematické dvojice je šroub (tabulka 2. 1) . U této dvojice rotační pohyb šroubu (matice) způsobuje její translační pohyb podél osy. Taková dvojice by měla být přiřazena k jednomu pohybu, protože se v ní realizuje pouze jeden nezávislý nejjednodušší pohyb.

Kinematická spojení.

Kinematické dvojice uvedené v tabulce. 2.1, jednoduchý a kompaktní. Realizují téměř všechny nejjednodušší relativní pohyby článků nezbytné pro vytváření mechanismů. Při vytváření strojů a mechanismů se však používají zřídka. To je způsobeno tím, že velké třecí síly obvykle vznikají v místech dotyku článků, které tvoří pár. To vede k výraznému opotřebení prvků páru, a tím k jeho zničení. Proto je nejjednodušší dvoučlánkový kinematický řetězec kinematické dvojice často nahrazován delšími kinematickými řetězci, které společně realizují stejný relativní pohyb článků jako nahrazovaná kinematická dvojice.

Kinematický řetězec určený k nahrazení kinematické dvojice se nazývá kinematické spojení.

Uveďme příklady kinematických řetězců, pro v praxi nejběžnější rotační, translační, šroubovicové, sférické a rovinné kinematické dvojice.

Od stolu. 2.1 je vidět, že nejjednodušší obdobou rotační kinematické dvojice je ložisko s valivými tělesy. Stejně tak válečková vedení nahrazují lineární pár a tak dále.

Kinematická spojení jsou v provozu pohodlnější a spolehlivější, odolávají mnohem větším silám (momentům) a umožňují mechanismům pracovat při vysokých relativních rychlostech spojů.

Hlavní typy mechanismů.

Mechanismus Lze jej považovat za speciální případ kinematického řetězce, ve kterém je alespoň jeden článek přeměněn na hřeben a pohyb zbývajících článků je dán zadaným pohybem vstupních článků.

Charakteristickými rysy kinematického řetězce, představujícího mechanismus, je pohyblivost a jistota pohybu jeho článků vzhledem k regálu.

Mechanismus může mít několik vstupních a jeden výstupní spoj, v tomto případě se nazývá sčítací mechanismus, a naopak jeden vstupní a několik výstupních spojů, pak se nazývá diferenciační mechanismus.

Mechanismy se dělí naprůvodci a přenos.

převodový mechanismusnazývané zařízení určené k reprodukci daného funkčního vztahu mezi pohyby vstupních a výstupních článků.

vodicí mechanismusnazývají mechanismus, ve kterém se trajektorie určitého bodu spojnice, která tvoří kinematické dvojice pouze s pohyblivými spojnicemi, shoduje s danou křivkou.

Zvažte hlavní typy mechanismů, které našly široké uplatnění v technologii.

Mechanismy, jejichž vazby tvoří pouze nižší kinematické dvojice, se nazývajíkloubová páka. Tyto mechanismy jsou široce používány díky tomu, že jsou odolné, spolehlivé a snadno ovladatelné. Hlavním představitelem těchto Mechanismů je kloubový čtyřčlánkový (obr. 2.1).

Názvy mechanismů se obvykle určují podle názvů jejich vstupních a výstupních vazeb nebo charakteristické vazby obsažené v jejich složení.

V závislosti na zákonech pohybu vstupních a výstupních článků lze tento mechanismus nazvat klika-rocker, dvojitá klika, dvojitá kolébka, kolébka-klika.

Kloubový čtyřčlánkový se používá ve výrobě obráběcích strojů, přístrojové výrobě a také v zemědělských, potravinářských, sněžných pluzích a dalších strojích.

Vyměníme-li například rotační pár v kloubovém čtyřčlánku D , k translačnímu, pak dostaneme známý klikově posuvný mechanismus (obr. 2.2).

Rýže. 2.2. Různé typy klikových mechanismů:

1 klika 2 - ojnice; 3 - posuvník

Klikový posuvný (jezdec-klikový) mechanismus našel široké uplatnění u kompresorů, čerpadel, spalovacích motorů a dalších strojů.

Výměna otočného páru v kloubovém čtyřčlánku Z k translačnímu získáme vahadlový mechanismus (obr. 2.3).

Na p a c .2.3 se v vahadle získá z kloubového čtyřčlánku nahrazením rotačních párů v něm Může udělat pro progresivní.

Vahadlové mechanismy našly široké uplatnění u hoblovacích strojů díky jejich přirozené asymetrii chodu a chodu naprázdno. Obvykle mají dlouhý pracovní zdvih a rychlý chod naprázdno, který zajišťuje návrat frézy do původní polohy.

Rýže. 2.3. Různé typy kolébkových mechanismů:

1 klika; 2 kámen; 3 křídla.

Pant-pákové mechanismy našly velké využití v robotice (obr. 2.4).

Charakteristickým rysem těchto mechanismů je, že mají velký počet stupňů volnosti, což znamená, že mají mnoho pohonů. Koordinovaný chod pohonů vstupních článků zajišťuje pohyb chapadla po racionální trajektorii a na dané místo v okolním prostoru.

Široké použití ve strojírenstvívačkové mechanismy. Pomocí vačkových mechanismů je konstrukčně nejjednodušší způsob, jak získat téměř jakýkoli pohyb hnaného článku podle daného zákona,

V současné době existuje velké množství druhů vačkových mechanismů, z nichž některé jsou znázorněny na obr. 2.5.

Nezbytného zákona pohybu výstupního článku vačkového mechanismu je dosaženo tím, že vstupnímu článku (vačce) je poskytnut vhodný tvar. Vačka se může otáčet (obr. 2.5, a, b ), translační (obr. 2.5, c, g ) nebo složitý pohyb. Výstupní článek, pokud provádí translační pohyb (obr. 2.5, a, v ), tzv. posunovač, a pokud se kývá (obr. 2.5, G ) - rocker. Pro snížení třecích ztrát ve vyšší kinematické dvojici V použijte další spojovací válec (obr. 2.5, G).

Vačkové mechanismy se používají jak v pracovních strojích, tak v různých druzích ovládacích zařízení.

Velmi často se v kovoobráběcích strojích, lisech, různých přístrojích a měřicích zařízeních používají šroubové mechanismy, z nichž nejjednodušší je znázorněn na obr. 2.6:

Rýže. 2.6 Šroubový mechanismus:

1 - šroub; 2 - matice; A, B, C - kinematické dvojice

Šroubové mechanismy se obvykle používají tam, kde je potřeba převést rotační pohyb na vzájemně závislý translační pohyb nebo naopak. Vzájemná závislost pohybů je dána správným výběrem geometrických parametrů páru šroubů V .

Klín mechanismy (obr. 2.7) se používají v různých typech upínacích zařízení a zařízení, u kterých je požadováno vytvoření velké výstupní síly s omezenými vstupními silami. Charakteristickým rysem těchto mechanismů je jednoduchost a spolehlivost designu.

Mechanismy, ve kterých se přenos pohybu mezi dotykovými tělesy provádí v důsledku třecích sil, se nazývají třecí. Nejjednodušší tříčlánkové třecí mechanismy jsou znázorněny na Obr. 2.8

Rýže. 2.7 Klínový mechanismus:

1, 2 - odkazy; L, V, C - kinematické hody.

Rýže. 2.8 Třecí mechanismy:

A - třecí mechanismus s rovnoběžnými osami; b - třecí mechanismus s protínajícími se osami; v - hřebenový třecí mechanismus; 1 - vstupní válec (kolečko);

2 výstupní válec (kolečko); 2" - kolejnice

Vzhledem k tomu, že odkazy 1 a 2 připojeny k sobě, podél linie kontaktu mezi nimi vzniká třecí síla, která táhne hnaný článek s sebou 2 .

Třecí ozubená kola jsou široce používána v zařízeních, páskových mechanikách, variátorech (mechanismy s plynulou regulací rychlosti).

K přenosu otáčivého pohybu podle daného zákona mezi hřídelemi s rovnoběžnými, protínajícími se a křížícími se osami se používají různé typy ozubených kol. mechanismy . Pomocí ozubených kol je možné přenášet pohyb jak mezi hřídelemi spevné nápravy, takže s pohybující se v prostoru.

Převodové mechanismy slouží ke změně frekvence a směru otáčení výstupního článku, sčítání nebo oddělení pohybů.

Na Obr. 2.9 ukazuje hlavní zástupce ozubených kol s pevnými nápravami.

Obr 2.9. Převodové pohony s pevnou nápravou:

a - válcový; b - kuželovitý; na konci; g - stojan;

1 - ozubené kolo; 2 - ozubené kolo; 2 * kolejnice

Menší ze dvou zabírajících ozubených kol se nazývá výbava a další - ozubené kolo.

Hřeben je speciální případ ozubeného kola, u kterého je poloměr zakřivení roven nekonečnu.

Pokud má soukolí ozubená kola s pohyblivými nápravami, pak se nazývají planetové (obr. 2.10):

Planetové převody však oproti převodům s pevnými nápravami umožňují přenos většího výkonu a převodové poměry s menším počtem převodů. Jsou také široce používány při vytváření sumačních a diferenciálních mechanismů.

Přenos pohybů mezi protínajícími se osami se provádí pomocí šnekového soukolí (obr. 2.11).

Šnekové kolo se získá z převodu šroub-matice podélným rozříznutím matice a jejím dvojnásobným přeložením ve vzájemně kolmých rovinách. Šnekové soukolí má vlastnost samobrzdění a umožňuje realizovat velké převodové poměry v jednom stupni.

Rýže. 2.11. Šnekový převod:

1 - šnek, 2 - šnekové kolo.

Mezi mechanismy přerušovaného pohybu patří také mechanismus maltézského kříže. Na Obr. З-Л "2. ukazuje mechanismus čtyřčepelového "maltézského kříže".

Mechanismus "maltézského kříže" převádí plynulé otáčení přední sudé - kliky 1 s lucernou 3 do přerušovaného otáčení "kříže" 2, lucerna 3 vstupuje do radiální drážky "kříže" bez nárazu 2 a otočí to do rohu, kde z je počet drážek.

K provádění pohybu pouze jedním směrem se používají rohatkové mechanismy. Na obr. 2.13 je znázorněn rohatkový mechanismus sestávající z vahadla 1, rohatkového kola 3 a západek 3 a 4.

Při houpání vahadla 1 houpací pes 3 uděluje rotaci rohatce 2 pouze při pohybu vahadla proti směru hodinových ručiček. Držet kolo 2 ze samovolného otáčení ve směru hodinových ručiček, když se vahadlo pohybuje proti hodinám, se používá blokovací západka 4 .

Maltézské a rohatkové mechanismy jsou široce používány v obráběcích strojích a nástrojích,

Pokud je nutné přenést mechanickou energii z jednoho bodu prostoru do druhého na relativně velkou vzdálenost, pak se používají mechanismy s pružnými články.

Pásy, lana, řetězy, nitě, stuhy, koule atd. se používají jako pružné články, které přenášejí pohyb z jednoho mechanismu na druhý,

Na Obr. 2.14 ukazuje blokové schéma nejjednoduššího mechanismu s pružným článkem.

Ozubená kola s flexibilními články jsou široce používána ve strojírenství, výrobě přístrojů a dalších průmyslových odvětvích.

Nejtypičtější jednoduché mechanismy byly zvažovány výše. mechanismy jsou také uvedeny ve speciální literatuře, pa-certifikátech a referenčních knihách, např.

Strukturní vzorce mechanismů.

Ve struktuře (strukturě) různých mechanismů existují obecné vzorce, které souvisí s počtem stupňů volnosti W mechanismus s počtem článků a počtem a typem jeho kinematických dvojic. Tyto vzory se nazývají strukturní vzorce mechanismů.

Pro prostorové mechanismy je v současnosti nejrozšířenější Malyshevův vzorec, jehož odvození je následující.

Pusťte dovnitř mechanismus s m články (včetně stojanu), - počet jedno-, dvou-, tří-, čtyř- a pětipohybových párů. Označme počet pohyblivých odkazů. Pokud by všechna pohyblivá spojení byla volná tělesa, celkový počet stupňů volnosti by byl 6 n . Nicméně každý jednosměrný pár PROTI třída ukládá relativnímu pohybu spojnic tvořících dvojici, 5 vazeb, každá dvojhybná dvojice IV třída - 4 vazby atd. Celkový počet stupňů volnosti rovný šesti se tedy sníží o částku

kde je pohyblivost kinematické dvojice, je počet dvojic, jejichž pohyblivost se rovná i . Celkový počet superponovaných spojení může zahrnovat určitý počet q redundantní (opakovaná) spojení, která duplikují jiná spojení, aniž by snížila pohyblivost mechanismu, ale pouze jej přeměnila ve staticky neurčitý systém. Proto je počet stupňů volnosti prostorového mechanismu, který se rovná počtu stupňů volnosti jeho pohyblivého kinematického řetězce vzhledem k regálu, určen následujícím Malyshevovým vzorcem:

nebo zkráceně

(2.2)

pro mechanismus staticky určitý systém, pro - staticky neurčitý systém.

V obecném případě je řešení rovnice (2.2) obtížný problém, protože neznáme W a q ; dostupná řešení jsou komplexní a nejsou v této přednášce uvažována. Nicméně v konkrétním případě, pokud W , rovnající se počtu zobecněných souřadnic mechanismu, zjištěných z geometrických úvah, z tohoto vzorce můžete zjistit počet redundantních spojení (viz Reshetov L. N. Navrhování racionálních mechanismů. M., 1972)

(2.3)

a vyřešit problém statické určitelnosti mechanismu; nebo s vědomím, že mechanismus je staticky určen, najděte (nebo zkontrolujte) W.

Je důležité poznamenat, že strukturní vzorce nezahrnují velikosti vazeb, proto je při strukturální analýze mechanismů lze předpokládat, že jsou libovolné (v určitých mezích). Pokud neexistují žádná redundantní spojení (), k sestavení mechanismu dojde bez deformace spojů, které se zdají být samočinné; proto se takové mechanismy nazývají samovyrovnávací. Pokud existují redundantní spojení (), je montáž mechanismu a pohyb jeho článků možný pouze tehdy, když jsou deformovány.

Pro ploché mechanismy bez redundantních spojení nese strukturní vzorec jméno P. L. Čebyševa, který jej poprvé navrhl v roce 1869 pro pákové mechanismy s rotačními dvojicemi a jedním stupněm volnosti. V současné době je Chebyshevův vzorec rozšířen na jakékoli ploché mechanismy a je odvozen s přihlédnutím k nadměrným omezením následovně

Vpusťte plochý mechanismus s m články (včetně hřebenu), - počet pohyblivých článků, - počet nižších párů a - počet vyšších párů. Pokud by všechna pohyblivá spojení byla volná tělesa vykonávající rovinný pohyb, celkový počet stupňů volnosti by byl roven 3 n . Každý nižší pár však ukládá dvě vazby na relativní pohyb vazeb, které tvoří pár, ponechává jeden stupeň volnosti a každý vyšší pár ukládá jednu vazbu, takže 2 stupně volnosti.

Počet superponovaných vazeb může zahrnovat určitý počet redundantních (opakovaných) vazeb, jejichž eliminace nezvyšuje pohyblivost mechanismu. V důsledku toho je počet stupňů volnosti plochého mechanismu, tj. počet stupňů volnosti jeho pohyblivého kinematického řetězce vzhledem k regálu, určen následujícím Čebyševovým vzorcem:

(2.4)

Pokud je znám, zde můžete zjistit počet redundantních připojení

(2.5)

Index "p" nám připomíná, že mluvíme o dokonale plochém mechanismu, přesněji o jeho plochém schématu, protože díky nepřesnostem ve výrobě je plochý mechanismus do určité míry prostorový.

Podle vzorců (2.2)-(2.5) se provádí strukturální analýza existujících mechanismů a syntéza strukturních diagramů nových mechanismů.

Strukturní analýza a syntéza mechanismů.

Vliv redundantních spojů na výkon a spolehlivost strojů.

Jak bylo uvedeno výše, s libovolnými (v rámci určitých limitů) velikostmi článků nelze mechanismus s redundantními články () sestavit bez deformace článků. Proto takové mechanismy vyžadují zvýšenou přesnost výroby, jinak v průběhu montážního procesu dochází k deformaci článků mechanismu, což způsobuje zatížení kinematických dvojic a článků významnými přídavnými silami (kromě těch hlavních vnějších sil, na které je mechanismus určené k přenosu). Při nedostatečné přesnosti při výrobě mechanismu s nadměrnými články může tření v kinematických párech značně narůstat a vést k zaseknutí článků, proto jsou z tohoto pohledu nadměrné články v mechanismech nežádoucí.

Pokud jde o nadbytečné spoje v kinematických řetězcích mechanismu, při návrhu strojů by měly být odstraněny nebo ponechány na minimální úrovni, pokud se jejich úplné odstranění ukáže jako nerentabilní kvůli složitosti konstrukce nebo z jiných důvodů. V obecném případě je třeba hledat optimální řešení s ohledem na dostupnost potřebného technologického vybavení, výrobní náklady, požadovanou životnost a spolehlivost stroje. Proto je to pro každý konkrétní případ velmi obtížný úkol.

Metodiku určování a odstraňování nadbytečných článků v kinematických řetězcích mechanismů zvážíme na příkladech.

Nechte plochý čtyřčlánkový mechanismus se čtyřmi jednopohybovými rotačními páry (obr. 2.15, A ) kvůli výrobním nepřesnostem (například kvůli nerovnoběžnosti os A a D ) se ukázalo jako prostorové. Montáž kinematických řetězců 4, 3, 2 a samostatně 4, 1 nezpůsobuje potíže, ale body B, B lze umístit na osu X . Nicméně k sestavení rotační dvojice V , tvořený odkazy 1 a 2 , to bude možné pouze kombinací souřadnicových systémů Bxyz a B x y z , která vyžaduje lineární posunutí (deformaci) bodu B spojka 2 podél osy x a úhlové deformace spoje 2 kolem os x a z (znázorněno šipkami). To znamená, že v mechanismu jsou tři redundantní vazby, což potvrzuje i vzorec (2.3): . Aby byl tento prostorový mechanismus staticky určitelný, je potřeba jeho další strukturní schéma, například znázorněné na Obr. 2,15, b , kde Montáž takového mechanismu bude probíhat bez těsnosti, od vyrovnání bodů B a B bude možné posunutím bodu Z ve válcovém páru.

Je možná varianta mechanismu (obr. 2.15, v ) se dvěma kulovými páry (); V tomto případě kromězákladní mobilitase objeví mechanismusmístní mobilita- schopnost otáčet ojnicí 2 kolem své osy slunce ; tato pohyblivost neovlivňuje základní zákon pohybu mechanismu a může být dokonce užitečná z hlediska vyrovnání opotřebení závěsů: spojovací tyč 2 při provozu mechanismu se může v důsledku dynamického zatížení otáčet kolem své osy. Malyševův vzorec potvrzuje, že takový mechanismus bude staticky určitý:

Rýže. 2.15

Nejjednodušší a nejúčinnější způsob, jak eliminovat nadbytečná spojení v mechanismech zařízení, je použít vyšší pár s bodovým kontaktem namísto spojení se dvěma nižšími páry; stupeň mobility plochého mechanismu se v tomto případě nemění, protože podle Chebyshevova vzorce (at):

Na Obr. 2,16, a, b, c je uveden příklad eliminace nadbytečných vazeb ve vačkovém mechanismu s progresivně se pohybujícím válečkovým tlačníkem. Mechanismus (obr. 2.16, A ) - čtyřčlánkový (); kromě hlavní mobility (rotace vačky 1 ) existuje lokální pohyblivost (nezávislé otáčení kulatého válcového válečku 3 kolem své osy) Tudíž, . Ploché schéma nemá žádná redundantní spojení (mechanismus je sestaven bez rušení). Pokud je mechanismus z důvodu nepřesností ve výrobě považován za prostorový, pak s lineárním kontaktem válce 3 s vačkou 1 podle Malyshevova vzorce at získáme, ale za určité podmínky. Kinematická dvojice válec - válec (obr. 2.16, 6 ), když je relativní rotace článků nemožná 1, 3 kolem osy z by byl tripartitní pár. Pokud k takové rotaci v důsledku nepřesností ve výrobě dojde, ale je malá a lineární kontakt je prakticky zachován (při zatížení se kontaktní plocha blíží tvaru obdélníku), pak

kinematická dvojice bude tedy čtyřpohyblivá a

Obr.2.17

Snížení třídy nejvyšší dvojice použitím válečku soudkovitého tvaru (pětipohyblivý pár s bodovým kontaktem, obr. 2.16, v ), získáme pro a - mechanismus je staticky určitý. Je však třeba připomenout, že lineární kontakt článků, i když vyžaduje zvýšenou přesnost výroby, umožňuje přenášet větší zatížení než bodový kontakt.

Na obr. 2.16, d, e je uveden další příklad odstranění nadbytečných spojů u čtyřprvkového ozubeného kola (kontakt zubů kol 1, 2 a 2, 3 - lineární). V tomto případě podle Chebyshevova vzorce - ploché schéma nemá žádná redundantní spojení; podle Malyshevova vzorce je mechanismus staticky neurčitý, proto bude vyžadována vysoká přesnost výroby, zejména pro zajištění rovnoběžnosti geometrických os všech tří kol.

Výměna vodicích zubů 2 na soudkovitém tvaru (obr. 2.16, d ), získáme staticky určitý mechanismus.

Tematické materiály:

Jak je na terénním plánu vyznačen smrkový les

Artemidin chrám z Efezu: zajímavá fakta Sedm divů světa: Artemidin chrám

Jaké houby rostou na jaře: úplně první, nejdříve Když se houby sbírají v Adygeji

Muzea moskevského Kremlu otevřela unikátní výstavu „Saint Louis a relikvie Sainte-Chapelle“ Kde je výstava vitráží z Francie

Bitva o Stalingrad Výstava bitvy o Stalingrad v knihovně

Výstava "Zlaté mince v historii dynastie Romanovců" Omlouváme se za nepříjemnosti

Výstava "Zlaté mince v historii dynastie Romanovců" Výstava zlatých mincí v historii dynastie Romanovců

Výstava fotografií "My Lucy" na památku Ludmily Gurčenko Kde je výstava Ludmily Gurčenko