Звенья, кинематические пары и цепи

Основные понятия ТММ. Понятие машины и механизма

Машина - это устройство, выполняющее механическое движение для преобразования материалов, энергии или информации с целью замены или облегчения физического или умственного труда.

Различают:

- технологические машины – предназначены для изменения формы, размеров, состояния исходных тел: металлообрабатывающие станки, прессы;

Рисунок 1.1 – Обрабатывающий центр

- подъемно-транспортные – перемещение объектов в пространстве с требуемой скоростью;

- энергетические машины - происходит преобразование энергии (эл. двигатели и эл. генераторы), двигатели внутреннего сгорания, гидромоторы,

Рисунок 1.2 – Двигатель внутреннего сгорания

- информационные машины – преобразование вводимой информации для контроля, регулирования и управления движением.

Механизм - служит для преобразования движения.

Рисунок 1.4 - Редуктор – наиболее распространенный механизм, понижающий частоту вращения и увеличивающий вращающий момент

привод транспортера привод станка качалки

коробка скоростей автомобиля

Рисунок 1.4 – Примеры применения передач в различных машинах

Кривошипно-ползунный механизм (применяется в двигателях внутреннего сгорания, прессах и т.д.) - возвратно-поступательное движение ползуна (поршня) преобразуется во вращательное движение кривошипа.

Рисунок 1.5 – Кривошипно-ползунный механизм

1 - кривошип - вращается вокруг неподвижной оси на угол 360⁰;

2 - шатун - совершает плоскопараллельное движение;

3 - поршень - возвратно-поступательное движение;

4 - стойка с направляющей b - b - неподвижны.

Звенья, кинематические пары и цепи

Звенья механизма - твердые тела, из которых состоит механизм.

Бывают: подвижные (на рис. 1.- звенья 1-3) и неподвижные звенья (на рис. 1 - звено 4).

Кинематическая пара (КП) - подвижное соединение двух соприкасающихся звеньев.

(На рис. 1 звенья 4-1, 1-2, 2-3, 3-4)

Классификация КП:

- низшие КП - соприкасаются по поверхности;

- высшие КП - соприкасаются по линии или в точке.

Свободное в пространстве тело имеет 6 степеней свободы: три вращательных и три поступательных.

Любая кинематическая пара ограничивает движение звеньев. Ограничения, накладываемые на движение звеньев называют связями. В зависимости от числа связей кинематические пары подразделяют на классы. Всего классов - пять; номер класса совпадает с количеством связей.

Кинематическая цепь - система звеньев, соединенных между собой подвижными парами (не менее 2-х).

Различают разомкнутые и замкнутые цепи.

а) разомкнутая кинематическая цепь б) замкнутая кинематическая цепь

Рисунок 1.6 – Кинематические цепи

Механизм - это кинематическая цепь, в состав которой входит одно или несколько неподвижных звеньев (рисунок 1.5).