Кинематические цепи и механизмы

Совокупность звеньев, соединенных кинематическими парами по­следовательно или разветвлено, называется кинематической цепью. Различают простые и сложные кинематические цепи, в том числе от­крытые и замкнутые; плоские и пространственные. В простых от­крытых цепях (рисунок1.7, а) звенья входят лишь в одну кинематиче­скую пару (звенья 1 и 4) или две (звенья 2, 3), а в открытых сложных (рисунок1.7, б), кроме того, могут быть звенья (3, 4), входящие в три (и более) кинематические пары. В замкнутых цепях (рисунок1.7, в) каждое звено образует с другими звеньями минимум две кинематические пары. В плоских кинематических цепях все звенья располага­ются в одной или па­раллельных плоскостях и совершают плоско­параллельные движе­ния. В пространствен­ных цепях точки раз­ных звеньев при движе­нии описывают неплос­кие траектории или плоские, но лежащие в пересекающихся плос­костях.

В кинематических цепях все звенья могут совершать только те относительные движения, которые допускаются их

кинематическими парами. Если одно звено цепи замкнутой (рисунок 1.7, г) или открытой (рисунок 1.7, д) обратить в стойку О, то при определенном числе ведущих звеньев движение ведомых звеньев относительно стойки будет впол­не определенным, т. е. цепь станет механизмом. Таким образом, механизм - это кинематическая цепь, одно звено которой обращено в стойку.

По характеру движения относительно стойки различают следующие пять типов звеньев рычажных механизмов: кривошип, образую­щий со стойкой вращательную пару, способный совершать полно­оборотное (φ ≥ 2π) вращательное движение (звено 1, рисунок 1.8, а, б, в, г); коромысло, образующее со стойкой враща­тельную пару и совершающее качательное движение в пределах угла ψ < 2π (звено 3 на рисунке 1.8, а и звенья 1, 3 на рисунке 1.8, д); шатун, образующий с подвижными звеньями две враща­тельные пары и совершаю­щий относительно стойки сложное плоскопараллель­ное движение (звено 2, рисунок 1.8, а, б, д); кулиса, образующая со стойкой вращательную пару (звено 3, рисунок 1.8, в) или поступательную (рисунок 1.8, г), а с под­вижным ползуном - поступательную; ползун, образующий посту­пательную пару со стойкой (звено 3, рисунок 1.8, б) или с кулисой (звено 2, рисунок 1.8, в, г). В зависимости от типа ведущего и ведомого звеньев различают следующие четырехзвенные рычажные механизмы: кривошипно-коромысловый (рисунок 1.8, а), двухкривошипный (рисунок 1.9, а, звенья 1 и 3 - кривошипы, звено 2 - шатун); двухкоромысловый (рисунок 1.8,д); кривошипно-ползунный (рисунок 1.8, б); кулисный (рисунок 1.8, в).