Кинематические цепи и механизмы

Кинематическая цепь – это система звеньев, связанных между собой кинематическими парами. Кинематические цепи делятся на п р о с т ы е и с л о ж н ы е. Простая кинематическая цепь включает в себя звенья, входящие не более чем в две кинематические пары (рис. 1.9, а). Сложная кинематическая цепь – это цепь, в которой есть хотя бы одно звено, входящее более чем в две кинематические пары (рис. 1.9, б).

Простые и сложные кинематические цепи делятся на з а м к н у т ы е и н е з а м к н у т ы е. Замкнутая кинематическая цепь своими звеньями образует один или несколько замкнутых контуров (рис. 1.9, в, г). Примером незамкнутой цепи может быть складной метр, а замкнутой – автомобильная или велосипедная цепь.

а б в г

Рис. 1.9

Кроме того, кинематические цепи могут быть п л о с к и м и и п р о с т -р а н с т в е н н ы м и.

Рис. 1.10

Если в замкнутой кинематической цепи одно из звеньев сделать неподвижным (например, звено DЕ на рис. 1.9, в), цепь превращается в механизм. Неподвижное звено механизма называется стойкой или опорой (DЕ, рис. 1.10). У полученного механизма на рис. 1.10 пять звеньев (АВ, ВС, СD, DЕ и ЕА), соединенных между собой пятью вращательными кинематическими парами (А, В, С, D, Е).

На рис. 1.1, а, б изображены конструктивная и кинематическая схемы механизма четырехтактного двигателя внутреннего сгорания, который имеет в своем составе три подвижных звена 2, 3, 4 и одно неподвижное 1 (корпус). В данном механизме возвратно-поступательное движение звена 2 в цилиндре преобразуется во вращательное движение звена 4 (коленчатого вала).

Кинематическая схема механизма является его кинематической моделью. Она строится в выбранном масштабе с точным соблюдением размеров и форм, при изменении которых изменяются положения, скорости и ускорения точек механизма. Такая схема нужна для изучения движения механизма.