Qualsiasi meccanismo complesso nell'ingegneria meccanica consiste in un insieme di elementi semplici. Per capire come funziona il sistema nel suo insieme, è necessario analizzare il funzionamento di ciascun nodo. E questa, prima di tutto, è una comprensione di cosa sia una coppia cinematica.
Termini di base
Se prendiamo due oggetti (collegamenti) che sono in contatto tra loro e allo stesso tempo una tale connessione è mobile, allora abbiamo una coppia cinematica (KP). La sua caratteristica distintiva è una certa limitazione nel movimento dei link.
Un corpo rigido può avere una capacità limitata di muoversi, e quindi esiste una condizione di connessione. Vengono contate fino a cinque condizioni di comunicazione, considerando l'interazione dei collegamenti in una coppia. Da qui la divisione in classi. Cinque di esse sono state realizzate per coppie cinematiche, ognuna con il proprio grado di mobilità. Ci sono sei gradi di mobilità nella classe. Tutta la meccanica moderna si basa sull'uso delle ultime tre classi di coppie cinematiche.
Ogni corpo (link) ha la sua geometria. Pertanto, gli elementi sono in contatto tra loro, le parti corrispondenti a questo modulo. Si scopre che il CP sarà in grado di eseguire solo un tale movimento,che non contraddirà la geometria dei collegamenti. Inoltre, per poter effettuare qualsiasi movimento l'uno rispetto all' altro, un collegamento deve essere fissato in modo permanente e il secondo della coppia ne risente.
Ogni punto del collegamento supera un percorso (traiettoria) al momento del movimento. Questa traiettoria può assumere la forma di una curva situata su un piano. Quando i piani delle curve del percorso dei collegamenti nella coppia sono paralleli tra loro, questa è una coppia piatta. Se le curve di movimento dei punti dei collegamenti si trovano nello spazio tridimensionale, la coppia cinematica è spaziale.
Viste
Esistono i seguenti tipi di meccanismi.
La coppia di tipo rotativo è un sistema a movimento singolo. I collegamenti che compongono tale coppia sono in grado di eseguire solo una rotazione caratteristica attorno all'asta o all'asse. In questo caso il contatto degli elementi avviene sulla superficie di forma cilindrica. Un tale sistema geometrico è chiuso e appartiene al più basso. Il meccanismo analogico nell'area delle coppie più alte ha un cuscinetto a sfere.
La coppia di interazione traslazionale è la stessa della precedente in termini di movimento singolo. In un tale sistema, i collegamenti possono eseguire solo un movimento traslatorio in linea retta. Il meccanismo è la coppia più bassa, chiusa nei parametri geometrici.
Coppia di tipi di cilindri interagenti. Questo sistema è già bimobile, la sua geometria è chiusa. È il più basso: i collegamenti possono ruotare e spostarsi in avanti.
Coppia di tipo sfericoè un sistema tripartito. La libertà di una tale coppia ha un grado che consente ai suoi collegamenti di ruotare nello spazio tridimensionale, descrivendo gli assi delle coordinate. È anche il più basso meccanismo geometricamente chiuso.
Coppia di tipo sferico con un dito - due mobili. Il movimento (rotazione relativamente indipendente) delle maglie in questa coppia è limitato dal perno e dall'asola. La coppia dell'ordine più basso è geometricamente chiusa.
La coppia a vite ha un grado di libertà a movimento singolo. Il meccanismo di ordine inferiore è un sistema geometricamente chiuso in cui è possibile solo il movimento elicoidale con un certo passo. Il movimento in direzione angolare e lineare è rigorosamente unico.
Coppia di tipo piatto, piano-cilindro, piano-sfera. In questi meccanismi viene utilizzata la chiusura forzata. Secondo la classe, il primo appartiene ai sistemi inferiori, il resto ai sistemi superiori. In pratica, tali coppie cinematiche di collegamenti non sono state utilizzate.
Classificazione
I KP sono classificati come segue.
Dal tipo di connessione al punto di contatto
Le coppie di ordine inferiore sono in contatto con i collegamenti lungo le superfici. Hanno trovato ampia applicazione nella meccanica, hanno un design più semplice rispetto alle coppie più alte. Strutturalmente, i loro collegamenti sono in contatto con gli aerei e scorrono lungo di essi. Pertanto, c'è una distribuzione uniforme del carico all'interno dell'elemento, ma aumenta rispettivamente l'attrito nel punto di connessione dei collegamenti. L'aspetto positivo delle coppie di basso ordine è che è possibile trasferire grandi carichi da un collegamento all' altro.
Cinematica superiorele coppie hanno collegamenti in contatto lungo una curva o in punti. Il loro scopo principale è ridurre il grado di attrito tra gli elementi delle maglie durante il movimento. Un classico esempio di coppie più alte sono i cuscinetti oi rulli. Il design interno di questi elementi non pregiudica il movimento dei collegamenti collegati a coppie. Per semplificare il meccanismo, vengono utilizzati metodi per sostituire le coppie cinematiche superiori con analoghi inferiori.
Dal tipo di movimento relativo che fanno i collegamenti della coppia
- Rotazionale.
- Progressivo.
- Cilindrico.
- Sferico.
- Vite.
- Piatto.
Se ci sono solo coppie nel meccanismo che utilizzano solo i primi quattro tipi di movimento, allora si chiama leva.
Secondo il tipo di comunicazione tra i link
- A causa di effetti di forza, come pressione della molla, massa corporea, gas o liquidi compressi, forze inerziali.
- A causa del disegno geometrico degli elementi della coppia.
- Secondo il grado di mobilità dei collegamenti durante il movimento.
- In base al numero di condizioni di connessione.
Meccanismi reversibili e irreversibili
Per la possibilità di movimento dei collegamenti nel sistema rispetto alla scelta di un collegamento condizionalmente fisso, si distinguono CP reversibili e irreversibili.
Se in un meccanismo un elemento in uno stato libero ripete il movimento relativo di un elemento in uno stato condizionalmente stazionario, la coppia cinematica è considerata reversibile (esempio: coppie a movimento singolo).
Se nel meccanismo funziona ogni elemento in uno stato liberoil suo moto relativo è diverso dagli altri, quindi tale coppia è irreversibile.
Tipi di ingranaggi nella meccanica
La trasmissione meccanica è intesa come un sistema meccanico che converte la cinematica e l'energia del motore in una forma accettabile per l'uso da parte dei corpi di lavoro delle macchine per funzionare in una determinata modalità.
Le trasmissioni avvengono:
- Tipo di equipaggiamento. Tale connessione è costruita su elementi cilindrici e conici. I primi trasmettono il moto su un piano, i secondi su un angolo. Gli ingranaggi sono caratterizzati dalla compattezza e dalla capacità di trasmettere un'elevata potenza. Sono altamente efficienti ma generano rumore e richiedono lubrificazione.
- Tipo a vite. In questa categoria rientrano, oltre alla classica vite, gli ingranaggi ipoidi e quelli a vite senza fine. Quest'ultimo tipo di trasmissione meccanica viene utilizzato quando è necessario ottenere un rapporto di trasmissione elevato. Si distinguono anche per la loro silenziosità e fluidità di funzionamento e per la capacità di autofrenamento. Gli svantaggi includono bassa efficienza ed elevata usura.
- Su elementi flessibili. Qui, movimento ed energia vengono trasmessi sullo stesso piano attraverso varie cinghie e catene. Le trasmissioni a cinghia sono semplici e possono coprire lunghe distanze.
- Tipo di attrito. In legami di questa natura, viene applicata la forza di attrito. Sono utilizzati in meccanismi il cui funzionamento avviene in condizioni difficili.
Tipo di sfera
Lo scopo principale del giunto sferico,in modo che il tirante della cremagliera dello sterzo possa essere collegato tramite la leva con la cremagliera girevole della ruota. Il design della cerniera include una punta; cracker, una molla, un tappo di bloccaggio, un perno sferico, un oliatore sono incorporati in esso. La molla preme sui cracker del giunto sferico, che trattengono il perno con superfici sferiche. Questo design assicura che il meccanismo rimanga operativo anche quando è indossato.
Cerniera a cerniera
Cerniere o pensiline sono meccanismi costruiti sulla base di una cerniera cilindrica. Servono per aprire e chiudere porte, finestre, ante di mobili. Il design della cerniera comprende due tele rettangolari (carte) in cui sono praticati i fori di fissaggio e un'asta. Le cerniere a cerniera sono realizzate principalmente in acciaio e varie leghe.
Conclusione
È interessante notare che le articolazioni umane rappresentano tutti i principali tipi di coppie cinematiche sopra descritte. Pertanto, la necessità di comprendere i processi che si verificano nella meccanica è ovvia.
