Основные понятия и определения. Кинематика и динамика механизмов

Кинематика и динамика механизмов.

Лекция 12.

Тема №6. Кинематика и динамика механизмов

Век, в котором мы живем, называют по-разному: и веком космоса, и автоматики, и атомным веком, и веком электроники, но как бы его не называли, основой технического прогресса была и остается машина.

Машина должна быть прочной, надежной в работе, высокопроизводительной, но, вместе с тем, легкой, с минимальными материалоемкостью и энергозатратами, не должна загрязнять окружающую среду, должна соответствовать требованиям технической эстетики и эргономики.

Так что же такое машина?

Машина - механизм, предназначенный для выполнения полезной работы, служащий для облегчения умственного и физического труда человека. В зависимости от основного назначения машины подразделяют на энергетические, технологические и информационные.

Механизмом называется искусственное сочетание твердых тел, предназначенное для преобразования определенного движения одного или нескольких твердых тел в требуемые движения других твердых тел (механизм выпуска шасси, механизм управления закрылками).

Звено - твердое тело, входящее в состав механизма. Стойкой называют звено, принимаемое за неподвижное.

Звено, которому сообщается движение, преобразуемое в требуемые движения других тел, называют входным звеном.

Звено, совершающее движение, для выполнения которого предназначен механизм, называют выходным звеном.

В зависимости от конструкции звено может быть простым, т.е. выполненным без сборочных операций, или составным. В таком случае простое звено и отдельные элементы сложного звена называют деталями.

Звенья различают по конструктивным признакам (зубчатое колесо, поршень, вал и т.д.), по деформативности (гибкое и жесткое звено), по характеру их движения: кривошип - звено, совершающее полнооборотное вращательное движение вокруг неподвижной оси;

коромысло - звено, совершающее вращательное движение на неполный оборот;

шатун - звено, совершающее плоское движение;

ползун - звено, совершающее возвратно-поступательное движение;

кулиса — подвижная направляющая;

камень - ползун, перемещающийся по кулисе.

Кинематическая пара — подвижное соединение двух соприкасающихся звеньев, допускающих их относительное движение.

Кинематическая пара, у которой соединение двух звеньев происходит по поверхности, называется низшей, в тех случаях, когда соединение двух звеньев происходит по линии или точке, такую кинематическую пару называют высшей.

Высшие кинематические пары имеют компактную конструкцию и меньшие потери на трение, чем низшие пары. Но низшие пары более износостойкие. обладают большей нагрузочной способностью.

По предложению акад. И.И. Артоболевского кинематические пары делят на классы.

Для свободного тела в пространстве число степеней подвижности равно шести, тогда

Н = 6 - S

где S - число наложенных условий связи, изменяюшееся от 1 до 5. При
S = 6 кинематическая пара становится жестким звеном, а при S = 0 кинематической пары не существует.

При S = 1 кинематические пары имеют пять степеней подвижности и относятся к первому классу, при S = 2 - четыре степени подвижности и относятся ко второму классу. Наибольшее распространение получили кинематические пары 5 класса (одноподвижные). К ним относятся поступательная, вращательная и винтовая пары.

Классификация кинематических пар

Кинематические цепи. Систему звеньев, связанных между собой кинематическими парами, называют кинематической цепью. Если звенья совершают движение в одной плоскости, кинематическая цепь будет плоской, в противном случае - пространственной.

В зависимости от строения кинематическая цепь может быть замкнутой и разомкнутой, простой и сложной. В замкнутой кинематической цепи (рис. 3.1а, в) каждое звено входит не менеьше чем в две кинематические пары, в разомкнутой цепи (рис. 1. б, г) имеются звенья, входящие лишь в одну кинематическую пару.

Простой (рис. 1. а, б) называют кинематическую цепь, у которой каждое звено входит в соединение с другим звеном с помощью одной или двух кинематических пар. В противном случае цепь называют сложной
(рис.1 в, г).

Рис. 1.

Дата добавления: 2014-01-07