Mișcarea corpurilor rigide în mecanisme este considerată relativ la legătura, care este considerată condiționat ca imobilă și numită rack(pat mașină, carcasă motor, șasiu). Toate celelalte corpuri rigide care se mișcă în raport cu rack sunt numite legături în mișcare. Fiecare legătură poate consta din una sau mai multe părți, dar ca parte a legăturii nu pot avea mișcare relativă, adică. formează conexiuni dintr-o singură bucată sau detașabile ale pieselor individuale.

În funcție de funcțiile îndeplinite, legăturile pot fi de intrare și de ieșire, conducătoare și slave, inițiale și intermediare. link de intrare este raportată mișcarea, care este convertită de mecanism în mișcarea necesară a altor legături. Link principal- un link pentru care lucru elementar forțe externe aplicat acestuia este pozitiv. link de ieșire- o veriga care realizeaza miscarea pentru care este destinat mecanismul. condus legătură- o verigă pentru care munca elementară a forțelor externe aplicate acesteia este negativă sau egală cu zero.

Dacă unei legături i se oferă una sau mai multe coordonate generalizate care determină poziția tuturor mecanismelor în raport cu rack, atunci legătura se numește iniţială.Coordonată generalizată a mecanismului- aceasta este fiecare dintre coordonatele independente care determină poziția tuturor legăturilor mecanismului în raport cu rack.

În funcție de scopul mecanismului, legăturilor li se atribuie nume funcționale: manivelă, biela, culbutor, piston, tijă, glisor, legătură, came, împingător, roată dințată, purtător, satelit, pârghie, traversă, arbore cotit, arbore cu came si etc.

În mecanismele specifice, legătura de intrare poate fi atât condusă, cât și antrenată în anumite stadii de mișcare, în funcție de forțele aplicate și momentele de forță, de exemplu, arborele motorului în modurile de accelerare și decelerare, arborele motorului în modurile motor și generator.

Amintește-ți asta pereche cinematică numiți legătura a două corpuri rigide ale mecanismului, permițând mișcarea relativă dată a acestora (vezi secțiunea 1.1). Într-o pereche, în timpul interacțiunii elementelor sale, are loc mișcarea relativă a legăturilor. Numărul de grade de libertateîn mişcarea relativă a legăturilor determină tipul de pereche prin mobilitate . Se disting perechile o singură mișcare, bimobile, tripartit, patru-mobileși cinci-mobile. Tipul unei perechi depinde de relațiile geometrice dintre elementele perechii, i.e. condiţii care limitează circulaţia legăturilor. Numărul de ecuații de constrângere dintr-o pereche este luat ca număr de clasă al perechii.

Fiecare element de interfață pereche cinematică este o colecție de suprafețe, linii și puncte individuale formate din elementele a două corpuri solide. Element – termen generic referitor la suprafața nominală , a cărui formă este specificată în desen sau în altă documentație tehnică. Suprafețele reale și profilele reale ale elementelor perechi pot avea abateri în formă și locație . Valoarea numerică a abaterilor limită este normalizată de toleranțele de cilindricitate, rotunjime, planeitate, dreptate, paralelism, în funcție de gradul de precizie și intervalul de dimensiuni. O suprafață este o parte comună a două regiuni adiacente ale spațiului. În teoria mecanismelor sunt luate în considerare suprafețele cu o formă ideală și o locație ideală. Dacă această condiție nu este îndeplinită, legăturile locale redundante apar în perechi. , întrucât ecuațiile constrângerii nu sunt identice, iar perechea devine static nedeterminată. Dacă elementele de conjugare din perechea cinematică sunt congruente, i.e. suprafețele coincid în toate punctele lor, atunci perechea se numește inferior. Se numesc perechile cu conjugare, al căror element este o linie sau un punct superior. O linie este o parte comună a zonelor adiacente ale unei suprafețe.

Se numește un sistem de legături conectate în perechi lanț cinematic. Există lanțuri cinematice plate și spațiale, închise și deschise, simple și complexe.

Într-un lanț închis, legăturile formează unul sau mai multe circuite. . Conturul poate fi rigid sau poate avea grade de libertate. Numărul de grade de libertate determină clasa de contur . Într-un lanț plat, toate verigile mobile fac o mișcare plană paralelă cu același plan fix. Într-un lanț simplu, o verigă este inclusă în una sau două perechi cinematice. Un lanț complex are cel puțin o verigă care formează mai mult de două perechi cinematice.

Analogii perechilor cinematice sunt conexiuni cinematice, alcătuit din mai multe piese mobile cu contact de suprafață, liniar sau punctual al elementelor sub forma unui design compact și care oferă capacitatea de a descompune mișcarea relativă în componente echivalente cu perechi de tipul corespunzător.

O diagramă a mecanismului care conține un rack, legături mobile, perechi cinematice cu o denumire a tipului lor și care indică poziția relativă a elementelor mecanismului, realizate fără scară, se numește schema bloc a mecanismului.

Cel mai utilizat în mecanismele mașinilor, instrumentelor și altor dispozitive perechi rotative (LA), care permit o singură mișcare de rotație a unei verigi față de cealaltă. Pe diagramele structurale și cinematice, acestea au simboluri în conformitate cu recomandările standardelor internaționale (Fig. 2.1, A). Suprafețele nominale ale elementelor 1, 2 perechile rotative sunt de obicei cilindrice (Fig. 2.1, b), dar poate avea alte forme (de exemplu, conică, sferică). Pe fig. 2.1, în este dată schema bloc a manipulatorului unui robot industrial, pe care sunt indicate șase perechi rotative: O(0–1 ),DAR(1–2 ),LA(2–3 ),DIN(3–4 ),D(4–5 ),E(5–6 ) conectarea legăturilor cu numerele corespunzătoare. prindere 6 / are șase grade de libertate, care este egal cu numărul de perechi cu o singură mișcare ale unui lanț cinematic deschis. Proiectele reale folosesc adesea conexiuni cinematice care conțin mai multe legături mobile și mai multe perechi cinematice, dar într-un astfel de analog al unei perechi rotative, doar două legături sunt conectate la alte legături ale mecanismului. Designul unui rulment de rulare cu un exterior 1 și interne 2 inele cu bile între ele 3, ținute la o anumită distanță unele față de altele prin intermediul unui separator 4 prezentată în fig. 2.2, A.

Orez. 2.1. Schema structurala braț robot industrial

Orez. 2.2. Rulmenți de rulare și simbolurile acestora

În funcție de direcția forței radiale sau axiale percepute, se disting lagărele radiale (Fig. 2.2, b), tracțiune (Fig. 2.2, în) și contact unghiular (Fig. 2.2, G). Diagramele folosesc simbolurile adecvate (Fig. 2.2, d). Suprafețele de lucru din rulmenți pot fi în contact direct (frecare uscată), separate prin lichid (lagăre lichide, hidrostatice, hidrodinamice), gaz (gaz aerodinamic, aerostatic) sau separate prin forțe magnetice (lagăre magnetice).

Atunci când se utilizează îmbinări cinematice în locul unei perechi rotative, pierderile prin frecare sunt reduse, tehnologia pentru unitățile de fabricație este simplificată datorită utilizării rulmenților standard, iar capacitatea portantă a unităților mașinii este crescută. Se numește schema unei perechi cinematice care reflectă doar numărul necesar de legături geometrice de bază. Schema principală a perechii nu conține legături redundante. Schema reală a perechii poate conține legături suplimentare, dar acestea trebuie să fie identice (coincidente). Eliminarea constrângerilor locale redundante în conexiunea cinematică la instalarea arborilor și osiilor pe mai mulți rulmenți este asigurată de precizia corespunzătoare a pieselor de fabricație și a montajului unităților de asamblare. Pe fig. 2.3 prezintă un arbore lung montat pe trei rulmenți cu bile DAR, DAR / , DAR // . Alinierea suprafețelor de bază (Fig. 2.3, A) lagărelor depinde de precizia găurilor din piesele carcasei și poate fi reglată prin instalarea carcasei de rulmenți pe cadru (Fig. 2.3, b) în cazul abaterilor de la rectitudinea axei comune A A / DAR // datorită deplasării sau înclinării axelor rulmenţilor individuali. La elaborarea documentației tehnice pentru conexiunile cinematice, conform GOST 24642-81 și 24643-81, acestea indică de obicei abaterile maxime de la paralelismul suprafețelor de revoluție, abaterile de la coaxialitate (runout radial), abaterile de la concentricitate, abaterile de la perpendicularitate.

Orez. 2.3. Arbore montat pe trei rulmenti

Pentru un exemplu din fig. 2.4 prezintă o diagramă a unui arbore cu doi lagăre cu o indicație pentru gât DARși LA toleranțe de cilindricitate (poz. 1 și 5 ), aliniere (poz. 2 și 6) și perpendicularitatea capetelor (poz. 3 și 4 ), care trebuie menținută la șlefuirea arborelui.

Orez. 2.4. Schema unui arbore cu doi rulmenti

Cerințe similare se aplică la realizarea găurilor în partea de bază (corp). În unele modele (Fig. 2.5), abaterile de la dreptate datorate nealinierii orificiilor corpului (Fig. 2.5, A) sau înclinarea axelor (Fig. 2.5, b, în) sunt compensate de suprafața exterioară sferică a inelului exterior al rulmentului cu bile și suprafata sfericaîn carcasa rulmentului. Prin asamblarea corectă a nodurilor se asigură rectitudinea axei conexiunii cinematice și identitatea legăturilor geometrice prin eliminarea legăturilor redundante.

Orez. 2.5. Scheme de instalare a arborelui cu abateri minore de la dreptate

Cu abateri semnificative ale axei arborelui de la dreptate (Fig. 2.6), arborele este montat pe rulmenți speciali cu o suprafață exterioară sferică a inelului exterior. O astfel de conexiune cinematică asigură rotirea arborelui în prezența deflexiunii gâturilor DARși DAR/ arborele din aliniere (Fig. 2.6, A) și dreptate (Fig. 2.6, b, c).

Orez. 2.6. Scheme de instalare a arborelui cu abateri semnificative de la dreptate

Se numește numărul de legături suplimentare într-un proiect real al unei perechi sau conexiuni cinematice gradul de indeterminare statică al perechii.

arbore cantilever 1 cu suport cilindric 2, încărcat la punct DIN forta F, este prezentat în fig. 2.7, A. în sprijinul DAR este posibil să se găsească momentul reactiv și reacția, precum și deviațiile în orice punct al arborelui, folosind metode statice. Deviație într-un punct DIN cu conditia A = b poate fi redus de opt ori dacă sunt introduse elemente identice în design DAR/ cu cinci legături suplimentare (Fig. 2.7, b). Numărul de legături locale identice poate fi redus dacă un rulment sferic plutitor este instalat la capătul drept al arborelui (Fig. 2.7, b), oferind doar două obligațiuni suplimentare în suport DAR/ . Dacă arborele este instalat sub forma unei conexiuni cinematice cu doi lagăre sferice, dintre care unul plutitor, iar al doilea este fixat pe direcția axială (Fig. 2.7, G), atunci arborele devine static determinat, în timp ce momentele reactive în suporturi sunt egale cu zero. Cu toate acestea, devierea unui astfel de arbore la punctul DIN(la A = b) este doar de două ori mai mică decât deformarea arborelui cantilever. Absența unor conexiuni locale excesive face ca proiectarea perechii să fie insensibilă la deformațiile de temperatură și forță ale arborelui și carcasei, precum și la abaterile în locația axelor elementelor de legătură.

Orez. 2.7. Scheme de instalare a arborelui pentru calcularea reacțiilor în suporturi

Deci, în cazul utilizării elementelor identice, toleranțele asupra formei și amplasării suprafețelor de împerechere sunt reduse, ceea ce asigură asamblarea fără deformare a verigilor în lanțul cinematic și elimină forțe suplimentareîn perechi cinematice. Odată cu creșterea preciziei de împerechere, costurile de producție cresc, dar rigiditatea și capacitatea portantă a arborilor și axelor, fiabilitatea și durabilitatea mașinii cresc. Prin urmare, chestiunea admisibilității legăturilor identice, care, atunci când rack-ul sau alte legături sunt deformate, pot fi redundante, este decisă ținând cont de condițiile de funcționare ale perechii cinematice, de costurile de fabricație, reparare și exploatare a mașinii.

Designul optim al unei perechi sau conexiuni este un concept relativ: un design care este optim pentru anumite condiții poate fi inacceptabil pentru altele. Optimizarea este adesea asociată cu fabricabilitatea, care este înțeleasă ca un set de proprietăți de proiectare manifestate în costurile optime ale forței de muncă, materialelor, fondurilor și timpului pentru indicatorii dați de calitate, producție, condiții de fabricație, funcționare și reparare a mașinii. Un design care este fabricabil într-o singură producție se dovedește adesea a fi puțin fabricabil în producția de masă și complet netehnologic într-o producție automatizată și invers.

Schemele și simbolurile principalelor tipuri de perechi cinematice sunt date în tabel. 2.1. Fiecare pereche din structuri reale poate corespunde opțiunilor constructive pentru conexiuni cinematice sub forma mai multor părți cu o combinație diferită de mobilitate locală care nu afectează mobilitatea principală a perechii. De exemplu, un rulment cu role este echivalent cu o pereche cilindrică cu două mișcări; un rulment sferic cu bile, care permite nealinierea axelor în anumite limite, este echivalent cu o pereche sferică cu trei mișcări; Un rulment axial cu bile cu o suprafață exterioară sferică montat pe o suprafață conică este echivalent cu o pereche de cinci puncte în mișcare.

Tabelul 2.1

Principalele tipuri de perechi cinematice

Îmbinările cinematice au de obicei un număr mare de legături locale redundante. Ele pot fi eliminate folosind principiul multithreading-ului. În astfel de modele, datorită preciziei ridicate de fabricație (de exemplu, bile și inele din rulmenți cu bile), legăturile locale în exces sunt identice. În acest caz, indeterminarea statică a conexiunii nu afectează negativ funcționarea perechii de rotație.

O pereche cinematică este o conexiune a două legături care asigură mișcarea unei legături în raport cu cealaltă.

Perechile cinematice transmit sarcina și mișcarea și adesea determină performanța și fiabilitatea mecanismului și a mașinii în ansamblu. De aceea alegerea potrivita tipul de pereche, forma și dimensiunile acesteia, precum și materialele structurale și condițiile de lubrifiere sunt de mare importanță în proiectarea și funcționarea mașinilor.

Perechile cinematice sunt clasificate după următoarele criterii:

DAR). După numărul de grade de mobilitate n

Posibilele mișcări independente ale unei legături față de alta se numesc grade de libertate ale perechii cinematiceH .

Restricțiile impuse mișcărilor relative ale legăturilor se numesc condiții de conectare în perechi cinematice.

Numărul de grade de libertate ale unei perechi cinematice este determinat de dependență

H=6- S (1.1)

Unde 6 - numărul maxim de grade de libertate a unui corp rigid în spațiu (3 mișcări de translație și 3 de rotație față de axele de coordonate XYZ);

S- numărul de condiţii de legătură impuse de perechea cinematică mişcării relative a fiecărei legături.

Perechile cinematice sunt împărțite în: cu o singură mișcare (translațională, rotativă, șurub), cu două mișcări, (camă de împingere, dinte-dinte), cu trei mișcări, (sferică), cu patru mișcări, (plan cilindric), cinci deplasare (plan-bil). Exemple sunt prezentate în Tabelul 1.1.

B). După natura contactului legăturilor

Perechile cinematice sunt împărțite în inferioare și superioare.

Cinematică inferioară perechile se numesc acelea in care contactul legaturilor are loc la suprafata.

De exemplu, perechi cinematice de translație și rotație cu o singură mișcare,

O astfel de cinematică cupluri, la care contactul legăturilor are loc de-a lungul unei linii sau punct.

De exemplu, perechi cinematice de dinte-dinte, camă - împingător (Fig. 1.2, 1.3).

Deoarece legăturile din perechile cinematice inferioare sunt în contact de-a lungul suprafețelor, presiunea specifică în ele este mică, drept urmare uzura perechilor cinematice inferioare este mică.

În punctele de contact ale perechilor cinematice superioare presiunea specifică este foarte mare, ceea ce determină uzura crescută a acestora. Acesta este un mare dezavantaj al perechilor cinematice superioare în comparație cu cele inferioare.

Cu toate acestea, au și un mare avantaj: dacă numărul de perechi inferioare este limitat, atunci perechile superioare sunt de mare varietate, numărul lor este practic nelimitat. Prin urmare, cu ajutorul perechilor cinematice superioare, este mult mai ușor să se creeze mecanisme care să ofere o anumită lege a mișcării.

LA). Prin natura mișcării relative

Tipurile de perechi cinematice sunt prezentate în Tabelul 1.1.

V - rotațional (Н=1), П - translațional (Н=1), VP - cilindric (Н=2); VVV - sferic (Н=3), VVP - cilindru cu bile cu o fantă (Н=3), VPP - plan (Н=3), VVVP - cilindru cu bilă (Н=4), VVP - cilindru plan (Н = 4), VVVPP – sferă-plan (Н=5). Aici litera „B” denotă o posibilă mișcare de rotație, „P” - o posibilă mișcare de translație.

Tabelul 1.1

Lanțuri cinematice

Un lanț cinematic este un sistem de legături conectate prin perechi cinematice.

Clasificarea perechilor cinematice. Există mai multe clasificări ale perechilor cinematice

Există mai multe clasificări ale perechilor cinematice. Să luăm în considerare unele dintre ele.

Prin elemente ale conexiunii de legături:

- superior(sunt disponibile, de exemplu, în mecanisme cu angrenaje și came); în ele, legăturile sunt conectate între ele de-a lungul unei linii sau într-un punct:

- inferior, în ele legătura legăturilor între ele are loc de-a lungul suprafeței; sunt:

- rotational

în mecanisme plate

- translativ

– cilindric

în mecanismele spaţiale

– sferică

După numărul de conexiuni:

Corpul, fiind în spațiu (în sistemul de coordonate carteziene X, Y, Z.) are 6 grade de libertate și anume să se deplaseze de-a lungul fiecăreia dintre cele trei axe X Yși Z, precum și să se rotească în jurul fiecărei axe (Fig. 1.2). Dacă un corp (legătură) formează o pereche cinematică cu un alt corp (legătură), atunci își pierde unul sau mai multe dintre aceste 6 grade de libertate.

În funcție de numărul de grade de libertate pierdute de corp (link), perechile cinematice sunt împărțite în 5 clase. De exemplu, dacă corpurile (legăturile) care au format o pereche cinematică au pierdut 5 grade de libertate fiecare, această pereche se numește pereche cinematică de clasa a 5-a. Dacă se pierd 4 grade de libertate - clasa a IV-a etc. Exemple de perechi cinematice de diferite clase sunt prezentate în fig. 1.2.

Orez. 1.2. Exemple de perechi cinematice de diferite clase

În funcție de caracteristica structurală și constructivă, perechile cinematice pot fi împărțite în:

- rotational

- progresivă

- sferica,

– cilindric

Lanț cinematic.

Se formează mai multe legături interconectate prin perechi cinematice lanț cinematic.

Lanțurile cinematice sunt:

închis

deschis

complex

To din lanțul cinematic ia echipament, necesar:

a) faceți o legătură imobilă - formați un cadru (rack),

b) stabiliți legea mișcării pentru una sau mai multe legături (faceți-le conducătoare) în așa fel încât toate celelalte legături să funcționeze necesar mișcări intenționate.

Numărul de grade de libertate ale mecanismului- acesta este numărul de grade de libertate ale întregului lanț cinematic raportat la veriga fixă ​​(rack).

Pentru spațială lanț cinematic într-o formă generală, notăm condiționat:

numărul de legături mobile n,

numărul de grade de libertate al tuturor acestor legături este 6n,

numărul de perechi cinematice din clasa a 5-a - P5,

numărul de legături impuse de perechile cinematice de clasa a V-a pe legăturile incluse în acestea, - 5R 5 ,

numărul de perechi cinematice din clasa a IV-a - R 4,

numărul de legături impuse de perechile cinematice de clasa a IV-a pe legăturile incluse în acestea, - 4P 4,

Legăturile lanțului cinematic, formând perechi cinematice cu alte legături, pierd unele din gradele de libertate. Numărul rămas de grade de libertate ale lanțului cinematic în raport cu rack poate fi calculat prin formula

W = 6n - 5P 5 - 4P 4 - 3P 3 - 2P 2 - P 1

aceasta formula structurala lanț cinematic spațial sau formula lui Malyshev. A fost primit de P.I. Somov în 1887 și dezvoltat de A.P. Malyshev în 1923.

valoarea W numit gradul de mobilitate a mecanismului(dacă se formează un mecanism dintr-un lanț cinematic).

W = 3n - 2P 5 - P 4 Pentru apartament lanț cinematic și, în consecință, pentru un mecanism plat:

Această formulă se numește P.L. Cebişev (1869). Poate fi obținut din formula Malyshev, cu condiția ca în plan corpul să nu aibă 6, ci 3 grade de libertate:

W \u003d (6 - 3)n - (5 - 3)P 5 - (4 - 3) P 4.

Valoarea lui W arată câte legături de antrenare ar trebui să aibă mecanismul (dacă W= 1 - unu, W= 2 - două verigi principale etc.).

1.2. Clasificarea mecanismelor

Numărul de tipuri și tipuri de mecanisme este de mii, astfel încât clasificarea lor este necesară pentru a selecta unul sau altul mecanism dintr-un număr mare de mecanisme existente, precum și pentru a sintetiza mecanismul.

Nu există o clasificare universală. Cele mai comune 3 tipuri de clasificare:

1) funcţional/2/ - conform principiului procesului tehnologic și anume mecanismele:

Propulsia sculei de tăiere;

Alimentare, încărcare, demontare piese;

transport;

2) structurale si constructive/3/ - prevede separarea mecanismelor atât prin caracteristici de proiectare, cât și prin principii structurale, și anume mecanismele:

Manivela-glisor;

rocker;

Pârghie dintate;

Cam-levier etc.

3) structural- această clasificare este simplă, rațională, strâns legată de formarea mecanismului, structura acestuia, metodele de analiză cinematică și de forță.

A fost propus de L.V. Assur în 1916 și se bazează pe principiul construirii unui mecanism prin stratificarea (atașarea) lanțurilor cinematice (sub formă de grupuri structurale) la mecanismul inițial.

Conform acestei clasificări, orice mecanism poate fi obținut dintr-unul mai simplu prin atașarea lanțurilor cinematice la acesta din urmă cu numărul de grade de libertate. W= 0, care se numesc grupuri structurale sau grupuri Assur. Dezavantajul acestei clasificări este inconvenientul pentru alegerea unui mecanism cu proprietățile necesare.

pereche cinematică ( prescurtat ca o pereche) se numește o conexiune mobilă a două legături alăturate. Se numește restricția impusă mișcării unui corp rigid starea conexiunii.

Astfel, o pereche cinematică impune o condiție de conectare asupra mișcării relative a celor două legături conectate. Evident, cel mai mare număr de condiții de conectare impuse de o pereche cinematică este de cinci (5).

Un număr diferit de condiții de conexiune impuse mișcării relative a legăturilor prin perechi cinematice ne permite să le împărțim pe acestea din urmă în cinci clase, astfel încât perechea clasei k impune k condiții de conexiune, unde k este de la (1,2,3, 4,5). Rezultă că perechea cinematică a clasei k permite 6k grade de libertate în mișcarea relativă a legăturilor.

Trebuie remarcat faptul că în mecanisme sunt folosite doar perechile cinematice din clasa a cincea, a patra și a treia. Cupluri cinematiceîn primul rând, clasele a doua nu și-au găsit aplicație în mecanismele existente. cinematica legăturii articulate

Cupluri Supreme- sunt perechi în care, atunci când sunt conectate două legături, contactul se face pe curbe și puncte.

Cupluri inferioare- sunt perechi în care, atunci când sunt conectate două legături, contactul se face de-a lungul suprafețelor.

Acest mecanism este format din 6 verigi figura (2).

• A) 1- Manivela, biela mobilă, efectuează o mișcare de rotație;
• B) 2,4-tije, verigi mobile, fac miscari complexe;
• C) 3.5 - glisoare, verigi mobile, efectuează o mișcare de translație;
• D) 6- rack, veriga fixa;

Numărul de legături în mișcare=5.

Determinarea gradului de mobilitate a mecanismului.

Există șapte (7) perechi cinematice în mecanismul luat în considerare, dintre care cinci (5) sunt rotaționale și două (2) sunt translaționale.

Gradul de mobilitate al mecanismelor este determinat de formula:

W=3(n-1)-2P5-P4;

n - Numărul de legături;

P5 - numărul de perechi cinematice din clasa a V-a;

P4 - numărul de perechi cinematice din clasa 4;

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

Grupa Assura și grupele de nivel elementar.

Să împărțim mecanismul în grupuri asura. Pentru a face acest lucru, evidențiem grupurile legăturii inițiale. Deoarece gradul de mobilitate al mecanismului este w=1, atunci grupul legăturii inițiale ar trebui să fie, de asemenea, w=1. Grupul include un suport (6) și o legătură mobilă (1).

Cele mai simple grupuri de legături, a căror adăugare la alte legături ale mecanismului nu schimbă numărul gradelor sale de libertate, sunt numite grupuri asura. Deoarece singura legătură fixă ​​a fost inclusă în grupul de link-uri inițiale, grupul Assura conține doar link-uri mobile.

Gradul de mobilitate al grupului asura w=0 și poate fi definit ca numărul de grade de libertate ale grupului relativ la legătura fixă. Grupurile Assura sunt clasificate în funcție de numărul de perechi cinematice prin care sunt atașate de mecanismul principal. Acest număr determină ordinea grupului. În plus, grupul de asigurări are o clasă determinată de numărul de perechi cinematice care formează cel mai complex contur închis.

rotativ;

progresivă;

şurub;

sferic.

Simboluri de legături și perechi cinematice pe diagramele cinematice.

Diagrama cinematică a mecanismului este o imagine grafică în scara selectată poziție relativă legături incluse în perechi cinematice, folosind simboluri conform GOST 2770-68. litere mari Alfabetul latin de pe diagrame indică centrele balamalelor și alte puncte caracteristice. Direcțiile de mișcare ale legăturilor de intrare sunt marcate cu săgeți. Schema cinematică trebuie să aibă toți parametrii necesari studiului cinematic al mecanismului: dimensiunile legăturilor, numărul dinților angrenajului, profilele elementelor perechilor cinematice superioare. Scara circuitului este caracterizată de factorul de scară a lungimii Kl, care este egal cu raportul dintre lungimea AB l a legăturii în metri și lungimea segmentului AB care prezintă această legătură în diagramă, în milimetri: Kl = l AB / AB

Schema cinematică, în esență, este un model care este înlocuit cu un mecanism real de rezolvare a problemelor analizei sale structurale și cinematice. Remarcăm principalele ipoteze care sunt implicate în această schematizare:

a) verigile mecanismului sunt absolut rigide;

b) nu există goluri în perechile cinematice

Lanțuri cinematice și clasificarea lor.

Lanțurile cinematice în funcție de natura mișcării relative a verigilor sunt împărțite în plane și spațiale. Un lanț cinematic se numește plat dacă punctele legăturilor sale descriu traiectorii care se află în el plane paralele. Un lanț cinematic se numește spațial dacă punctele legăturilor sale descriu traiectorii neplanare sau traiectorii situate în planuri care se intersectează.

Clasificarea lanțurilor cinematice:

Plat - când o legătură este fixă, verigiile rămase fac o mișcare plată, paralelă cu un plan fix.

Spațial - când o legătură este fixă, legăturile rămase se deplasează în planuri diferite.

Simplu - fiecare legătură nu include mai mult de două perechi cinematice.

Complicat - cel puțin o legătură are mai mult de două perechi cinematice.

Închis - nu sunt incluse mai mult de două perechi cinematice, iar aceste legături formează una sau mai multe bucle închise

Deschis - legăturile nu formează o buclă închisă.

Numărul de grade de libertate ale lanțului cinematic, mobilitatea mecanismului.

Numărul de verigi de intrare pentru transformarea unui lanț cinematic într-un mecanism trebuie să fie egal cu numărul de grade de libertate ale acestui lanț cinematic.

Numărul de grade de libertate al lanțului cinematic în acest caz înseamnă numărul de grade de libertate ale verigilor mobile în raport cu rack (veriga luată ca fixă). Cu toate acestea, rack-ul în sine se poate mișca în spațiul real.

Să introducem următoarea notație:

k este numărul de verigi ale lanțului cinematic

p1 este numărul de perechi cinematice din prima clasă dintr-un lanț dat

p2 este numărul de perechi din clasa a doua

p3 este numărul de perechi din clasa a treia

p4 este numărul de perechi din clasa a patra

p5 este numărul de perechi din clasa a cincea.

Numărul total de grade de libertate k de legături libere plasate în spațiu este de 6k. Într-un lanț cinematic, ele sunt conectate în perechi cinematice (adică, conexiunile sunt suprapuse mișcării lor relative).

În plus, un lanț cinematic cu un rack (o verigă luată ca fiind fixă) este folosit ca mecanism. Prin urmare, numărul de grade de libertate ale lanțului cinematic va fi egal cu numărul total gradele de libertate ale tuturor legăturilor minus constrângerile impuse mișcării lor relative:

Numărul de legături impuse de toate perechile din clasa I este egal cu numărul lor, deoarece fiecare pereche din prima clasă impune o legătură mișcării relative a legăturilor conectate într-o astfel de pereche; numărul de legături impus de toate perechile din clasa a II-a este egal cu numărul lor dublat (fiecare pereche din clasa a doua impune două legături), etc.

Toate cele șase grade de libertate sunt luate de la legătură, luate ca fixe (șase legături sunt suprapuse pe rack). În acest fel:

S1=p1, S2=2p2, S3=3p3, S4=4p4, S5=5p5, Spillars=6,

și suma tuturor conexiunilor

∑Si=p1+2p2+3p3+4p4+5p5+6.

Rezultatul este următoarea formulă pentru determinarea numărului de grade de libertate ale unui lanț cinematic spațial:

W=6k–p1–2p2–3p3–4p4–5p5–6.

Grupând primul și ultimul termen al ecuației, obținem:

W=6(k–1)–p1–2p2–3p3–4p4–5p5,

sau in sfarsit:

W=6n–p1–2p2–3p3–4p4–5p5,

Astfel, numărul de grade de libertate ale unui lanț cinematic deschis este egal cu suma mobilităților (gradele de libertate) perechilor cinematice incluse în acest lanț. Pe lângă gradele de libertate, calitatea muncii manipulatorilor și roboților industriali este foarte influențată de manevrabilitatea acestora.

Tipuri de mecanisme de transmisie, structura lor și o scurtă descriere.

O transmisie cu roți este un mecanism cu trei brațe în care două verigi mobile sunt roți dințate, sau o roată și o cremalieră cu dinți care formează o pereche de rotație sau translație cu o legătură fixă ​​(corp).

Trenul de viteze este alcătuit din două roți, prin care se blochează între ele. Un angrenaj cu un număr mai mic de dinți se numește angrenaj, cu un numar mare dinții de roată.

Termenul „unelte” este generic. Parametrilor angrenajului li se atribuie indicele 1, iar parametrilor roții 2.

Principalele avantaje ale angrenajelor sunt:

Constanța raportului de transmisie (fără alunecare);

Compactitate în comparație cu frecarea și transmisiile cu curea;

Eficiență ridicată (până la 0,97 ... 0,98 într-un singur pas);

Durabilitate și fiabilitate mare în funcționare (de exemplu, pentru cutiile de viteze de uz general, este setată o resursă de 30.000 de ore);

Posibilitate de aplicare într-o gamă largă de viteze (până la 150 m/s), putere (până la zeci de mii de kW).

Defecte:

Zgomot la viteze mari;

Imposibilitatea unei schimbări fără trepte a raportului de transmisie;

Nevoia de fabricație și instalare de înaltă precizie;

Protectie la suprasarcina;

Prezența vibrațiilor care apar ca urmare a fabricării incorecte și a asamblarii incorecte a angrenajelor.

Angrenajele cu profil involut sunt utilizate pe scară largă în toate ramurile ingineriei mecanice și fabricarea instrumentelor. Sunt utilizate într-o gamă excepțional de largă de condiții de funcționare. Puterea transmisă de viteze variază de la neglijabilă (instrumente, mecanism de ceas) până la multe mii de kW (cutii de viteze ale motoarelor de aeronave). Roțile dințate cu roți cilindrice sunt cele mai răspândite, deoarece sunt cele mai ușor de fabricat și operat, fiabile și de dimensiuni mici. Angrenajele conice, șuruburile și melcate sunt utilizate numai în cazurile în care este necesar, conform dispoziției mașinii.

Legea fundamentală a logodnei.

Pentru a asigura constanta angrenajului

relații: este necesar ca profilele dinților de împerechere să fie conturate prin astfel de curbe care să satisfacă cerințele teoremei principale a angrenajului

Legea de bază a angajării: normala generală N-N profilelor, desenată în punctul C de contact al acestora, împarte distanța dintre centre a w în părți invers proporționale cu viteze unghiulare. Cu un raport de transmisie constant ( = const) și centre fixe O 1 și O 2, punctul W va ocupa o poziție constantă pe linia centrelor. În acest caz, proiecțiile vitezei  k 1 și  k 2 nu sunt egale. Diferența lor indică alunecarea relativă a profilelor în direcția tangentei K-K, ceea ce determină uzura acestora. Egalitatea proiecțiilor vitezelor și este posibilă doar într-o singură poziție, când punctul de contact C al profilelor coincide cu punctul W de intersecție a normalei N-N și linia de centre O 1 O 2 . Punctul W se numește stâlp de angrenare, iar cercurile cu diametrele d w1 și d w2 care se ating de stâlpul de angajare și se rotesc unul peste altul fără alunecare se numesc cercuri inițiale.

Pentru a asigura constanța raportului de transmisie, teoretic unul dintre profile poate fi ales în mod arbitrar, dar forma profilului dintelui de împerechere trebuie definită strict pentru a îndeplini condiția (1.82). Cele mai avansate din punct de vedere tehnologic în fabricație și exploatare sunt profilele evolvente. Există și alte tipuri de logodnă: cicloidal, lantern, Novikov, satisfacând această cerință.

Tipuri de perechi cinematice și descrierea lor pe scurt.

O pereche cinematică este o conexiune a două legături de contact, permițând mișcarea relativă a acestora.

Ansamblul suprafețelor, liniilor, punctelor unei legături, de-a lungul cărora aceasta poate intra în contact cu o altă legătură, formând o pereche cinematică, se numește element de legătură (element al unei perechi cinematice).

Perechile cinematice (KP) sunt clasificate după următoarele criterii:

în funcție de tipul punctului de contact (punct de conectare) al suprafețelor de legătură:

cele inferioare, în care contactul legăturilor se realizează de-a lungul unui plan sau a unei suprafețe (perechi de alunecare);

mai înalt, în care contactul legăturilor se realizează de-a lungul unor linii sau puncte (perechi care permit alunecarea cu rulare).

în funcție de mișcarea relativă a legăturilor care formează o pereche:

rotativ;

progresivă;

şurub;

sferic.

după metoda de închidere (asigurarea contactului legăturilor perechii):

putere (datorită acțiunii forțelor de greutate sau a forței de elasticitate a arcului);

geometric (datorită designului suprafețelor de lucru ale perechii).