2 Основы теории механизмов и машин (понятия и определения). Классификация кинематических пар.
Теория механизмов и машин – научная дисциплина (или раздел науки), которая изучает строение (структуру), кинематику и динамику механизмов.
Механизмом называется система твердых тел, предназначенная для передачи и преобразования заданного движения одного или нескольких тел в требуемые движения других твердых тел
Типовыми механизмами будем называть простые механизмы, имеющие при различном функциональном назначении широкое применение в машинах/
Звено - твердое тело или система жестко связанных тел. входящих в состав механизма.
Стойка - звено, которое при исследовании механизма принимается за неподвижное.
Входное звено - звено, которому сообщается заданное движение и соответствующие силовые факторы (силы или моменты);
Выходное звено - то, на котором получают требуемое движение и силы.
Кинематическая цепь - система звеньев, образующих между собой кинематические пары.
Кинематическая пара - подвижное соединение двух звеньев, допускающее их определенное относительное движение.
Элементами кинематической пары называют совокупность поверхностей, линий или точек, по которым происходит подвижное соединение двух звеньев и которые образуют кинематическую пару.
Вид пары |
Контакт звеньев |
Подвижность пары |
Вид пары |
Изображение |
|
Низшая |
По поверхности |
Однопо-движная |
Вращательная (шарнир) |
|
|
Поступательная (ползун) |
|
|
|||
Двух-подвижные |
Цилиндрическая |
|
|
||
Трех-подвижные |
Сферическая |
|
|
||
Плоскостная |
|
|
|||
Высшая |
В линии |
Четырех-подвижные |
Цилиндр на плоскости |
|
|
В точке |
Пяти-подвижные |
Шар на плоскости |
|
|
|
В зависимости от вида контакта элементов кинематических пар они делятся на высшие и низшие.
Кинематические пары, образованные элементами в виде линии или точки называются высшими.
Кинематические пары, образованные элементами в виде поверхностей, называются низшими.
В зависимости от степени подвижности они делятся на
‑ одноподвижные;
‑ двухподвижные;
‑ трехподвижные;
‑ четырехподвижные;
‑ пятиподвижные;
2.1 Рычажные механизмы. Основные виды рычажных механизмов.
Рычажным называется механизм, звенья которого образуют только вращательные и поступательные пары.
Составляющие рычажных механизмов.
Стойка – неподвижное звено, предназначенное для присоединения подвижных звеньев.
Кривошип – звено совершающее полное вращательное движение вокруг неподвижной оси.
Ползун – звено совершающее поступательное движение вдоль некоторой прямой.
Коромысло ‑ звено совершающее неполное вращательное движение вокруг неподвижной оси.
Шатун – звено совершающее плоскопараллельное движение и несвязанное со стойкой.
Кулиса – звено совершающее вращательное либо сложное движение и образующее поступательную кинематическую пару с другим подвижным звеном - кулисным камнем.
Кулисный камень – звено совершающее составное движение (поступательное кулисы в относительном движении, и вращательное вместе с кулисой в переносном движении).
Основные виды механизмов
Кривошипно-шатунный механизм (Шарнирный четырехзвенник)
Состоит из кривошипа 1, шатуна 2, коромысла 3 и стойки, связанных между собой вращательными кинематическими парами A, B, C, D
Кривошипно-ползунный механизм
Состоит из кривошипа 1, шатуна 2, ползуна 3 и стойки, связанных между собой вращательными кинематическими парами A, B, и поступательной кинематической парой C
Кулисный механизм
Состоит из кривошипа 1, кулисного камня 2, кулисы 3 и стойки, связанных между собой вращательными кинематическими парами A, B, D и поступательной кинематической парой C