Makine mühendisliğindeki herhangi bir karmaşık mekanizma, bir dizi basit öğeden oluşur. Sistemin bir bütün olarak nasıl çalıştığını anlamak için her bir düğümün çalışmasını analiz etmek gerekir. Ve bu, her şeyden önce, bir kinematik çiftin ne olduğunun anlaşılmasıdır.
Temel terimler
Birbiriyle temas halinde olan ve aynı zamanda böyle bir bağlantı hareketli olan iki nesne (bağlantı) alırsak, o zaman bir kinematik çiftimiz (KP) olur. Ayırt edici özelliği, bağlantıların hareketinde belirli bir sınırlamadır.
Katı bir cisim sınırlı hareket kabiliyetine sahip olabilir ve o zaman bağlantı koşulu diye bir şey vardır. Bir çiftteki bağlantıların etkileşimi dikkate alınarak en fazla beş iletişim koşulu sayılır. Bu nedenle sınıflara bölünme. Beşi kinematik çiftler için çıkarıldı, her birinin kendi hareketlilik derecesi var. Sınıfta altı hareketlilik derecesi vardır. Tüm modern mekanikler, kinematik çiftlerin son üç sınıfının kullanımına dayanır.
Her gövdenin (bağlantı) kendi geometrisi vardır. Bu nedenle elemanlar birbirleriyle temas halindedir, bu forma karşılık gelen parçalar. CP'nin sadece böyle bir hareketi gerçekleştirebileceği ortaya çıktı,bu, bağlantıların geometrisiyle çelişmez. Ayrıca birbirine göre herhangi bir hareket yapabilmek için bir bağlantının kalıcı olarak sabitlenmesi ve çiftteki ikincisinin etkilenmesi gerekir.
Bağlantıdaki her nokta, hareket anında bir yoldan (yörünge) geçer. Bu yörünge, bir düzlemde bulunan bir eğri şeklini alabilir. Çiftteki bağlantıların yolunun eğrilerinin düzlemleri birbirine paralel olduğunda, bu düz bir çifttir. Bağlantı noktalarının hareket eğrileri üç boyutlu uzayda bulunuyorsa, kinematik çift uzaysaldır.
Görüntülemeler
Aşağıdaki mekanizma türleri mevcuttur.
Çift döner tip, tek hareketli bir sistemdir. Böyle bir çifti oluşturan bağlantılar, çubuk veya eksen etrafında yalnızca karakteristik bir dönüş gerçekleştirebilir. Bu durumda, elemanların teması, silindirik bir şeklin yüzeyinde gerçekleştirilir. Böyle bir geometrik sistem kapalıdır ve en alta aittir. Daha yüksek çiftler alanındaki analog mekanizma bir bilyeli yatağa sahiptir.
Translasyonel etkileşim çifti, tek hareket açısından öncekiyle aynıdır. Böyle bir sistemde, bağlantılar sadece düz bir çizgide öteleme hareketi yapabilir. Mekanizma, geometrik parametrelerde kapalı olan en düşük çifttir.
Etkileşimli silindir tipi çifti. Bu sistem zaten iki hareketlidir, geometrisi kapalıdır. Bu en düşüktür - bağlantılar hem dönebilir hem de ileri yönde hareket edebilir.
Küresel tip çiftiüçlü bir sistemdir. Böyle bir çiftin serbestliği, bağlantılarının koordinat eksenlerini tanımlayan üç boyutlu uzayda dönmesine izin veren bir dereceye sahiptir. Aynı zamanda geometrik olarak en düşük kapalı mekanizmadır.
Parmaklı küresel tipte çift - iki hareketli. Bu çiftteki bağlantıların hareketi (nispeten bağımsız dönüş), pim ve yuva ile sınırlıdır. En düşük mertebeden çift geometrik olarak kapalıdır.
Vida tipi çift, tek hareket serbestlik derecesine sahiptir. Alt sıra mekanizma, belirli bir adımla sadece sarmal hareketin mümkün olduğu geometrik olarak kapalı bir sistemdir. Açısal ve doğrusal yöndeki hareket kesinlikle benzersizdir.
Düz tip, düzlem-silindir, düzlem-top çifti. Bu mekanizmalarda kuvvet kapatma kullanılır. Sınıfa göre, ilki daha düşük, geri kalanı - daha yüksek sistemlere aittir. Uygulamada, bu tür kinematik bağlantı çiftleri kullanılmamıştır.
Sınıflandırma
KP'ler aşağıdaki gibi sınıflandırılır.
İletişim noktasındaki bağlantı türüne göre
Alt sıradaki çiftler, yüzeyler boyunca bağlantılarla temas halindedir. Mekanikte geniş uygulama bulmuşlar, daha yüksek çiftlerden daha basit bir tasarıma sahipler. Yapısal olarak, bağlantıları düzlemlerle temas halindedir ve onlar boyunca kayar. Böylece, elemanın içindeki yükün düzgün bir dağılımı vardır, ancak sırasıyla bağlantıların bağlantı noktasındaki sürtünme artar. Düşük dereceli çiftlerin olumlu yönü, büyük yükleri bağlantıdan bağlantıya aktarmanın mümkün olmasıdır.
Daha yüksek kinematikçiftlerin bir eğri boyunca veya noktalarda temas halinde bağlantıları vardır. Ana amaçları, hareket sırasında bağlantı elemanları arasındaki sürtünme derecesini az altmaktır. Daha yüksek çiftlerin klasik bir örneği, rulmanlar veya makaralardır. Bu elemanların iç tasarımı, çiftler halinde bağlanan bağlantıların hareketini etkilemez. Mekanizmayı basitleştirmek için, daha yüksek kinematik çiftleri daha düşük analoglarla değiştirmek için yöntemler kullanılır.
Çiftin bağlantılarının yaptığı göreli hareket türüne göre
- Döner.
- İlerleyen.
- Silindirik.
- Küresel.
- Vida.
- Düz.
Mekanizmada yalnızca ilk dört hareket türünü kullanan çiftler varsa, buna kaldıraç denir.
Bağlantılar arasındaki iletişimin türüne göre
- Yay basıncı, vücut kütlesi, sıkıştırılmış gaz veya sıvı, atalet kuvvetleri gibi kuvvet etkilerinden dolayı.
- Çift elemanlarının geometrik tasarımı nedeniyle.
- Hareket sırasında bağlantıların hareketlilik derecesine göre.
- Bağlantı koşullarının sayısına göre.
Tersinir ve geri döndürülemez mekanizmalar
Koşullu olarak sabitlenmiş bir bağlantının seçimine göre sistemdeki bağlantıların hareket etme olasılığı ile, tersinir ve geri döndürülemez CP'ler ayırt edilir.
Bir mekanizmada serbest durumdaki herhangi bir öğe, koşullu durağan durumdaki bir öğenin göreli hareketini tekrarlıyorsa, kinematik çiftin tersinir olduğu kabul edilir (örnek - tek hareketli çiftler).
Eğer mekanizmada, serbest durumdaki her bir öğe gerçekleştirirsegöreli hareketi diğerlerinden farklıdır, o zaman böyle bir çift geri döndürülemez.
Mekanikteki dişli türleri
Mekanik şanzıman, motorun kinematiğini ve enerjisini, belirli bir modda çalışmak üzere makinelerin çalışan gövdeleri tarafından kullanım için kabul edilebilir bir forma dönüştüren mekanik bir sistem olarak anlaşılır.
İletim gerçekleşir:
- Dişli türü. Böyle bir bağlantı, silindirik ve konik elemanlar üzerine kuruludur. Birincisi hareketi bir düzlemde, ikincisi bir açıda iletir. Dişliler, kompaktlık ve yüksek güç iletme yeteneği ile karakterize edilir. Oldukça verimlidirler ancak gürültü üretirler ve yağlama gerektirirler.
- Vida tipi. Klasik vidaya ek olarak, bu kategori hipoid ve sonsuz dişlileri içerir. İkinci tip mekanik şanzıman, büyük bir dişli oranı elde etmek gerektiğinde kullanılır. Ayrıca çalışmadaki sessizlikleri ve pürüzsüzlükleri ve kendi kendine frenleme yetenekleri ile ayırt edilirler. Dezavantajları arasında düşük verimlilik ve yüksek aşınma yer alır.
- Esnek öğeler üzerinde. Burada hareket ve enerji aynı düzlemde çeşitli kayışlar ve zincirler aracılığıyla iletilir. Kayış tahrikleri basittir ve uzun mesafeleri kat edebilir.
- Sürtünme türü. Bu tür bağlarda sürtünme kuvveti uygulanır. Çalışması zor koşullarda gerçekleşen mekanizmalarda kullanılırlar.
Top Türü
Rotilin asıl amacı,böylece direksiyon rafının rot kolu, direksiyonun döner rafı ile kol vasıtasıyla bağlanabilir. Menteşe tasarımı bir uç içerir; içine krakerler, bir yay, bir sıkıştırma kapağı, bir bilyeli pim, bir yağlayıcı yerleştirilmiştir. Yay, küresel yüzeylerle pimi tutan bilyeli mafsalın krakerlerine bastırır. Bu tasarım, mekanizmanın giyildiğinde bile çalışır durumda kalmasını sağlar.
Menteşe menteşe
Menteşeler veya kanopiler, silindirik bir menteşe temelinde oluşturulan mekanizmalardır. Kapıları, pencereleri, mobilya kapılarını açıp kapamaya hizmet ederler. Menteşe tasarımı, sabitleme deliklerinin ve bir çubuğun delindiği iki dikdörtgen kanvas (kart) içerir. Menteşe menteşeleri esas olarak çelikten ve çeşitli alaşımlardan yapılır.
Sonuç
İlginç bir şekilde, insan eklemleri yukarıda açıklanan tüm ana kinematik çift türlerini temsil eder. Bu nedenle, mekanikte meydana gelen süreçleri anlama ihtiyacı açıktır.
