Qualsevol mecanisme complex en enginyeria mecànica consisteix en un conjunt d'elements simples. Per entendre com funciona el sistema en conjunt, cal analitzar el funcionament de cada node. I això, en primer lloc, és una comprensió del que és un parell cinemàtic.
Termes bàsics
Si agafem dos objectes (enllaços) que estan en contacte entre ells i, alhora, aquesta connexió és mòbil, tenim un parell cinemàtic (KP). La seva característica distintiva és una certa limitació en el moviment dels enllaços.
Un cos rígid pot tenir una capacitat limitada per moure's, i llavors hi ha una condició de connexió. Es compten fins a cinc condicions de comunicació, tenint en compte la interacció dels enllaços en un parell. D'aquí la divisió en classes. Cinc d'ells es van treure per a parelles cinemàtiques, cadascun d'ells té el seu propi grau de mobilitat. Hi ha sis graus de mobilitat a la classe. Tota la mecànica moderna es basa en l'ús de les tres últimes classes de parells cinemàtics.
Cada cos (enllaç) té la seva pròpia geometria. Per tant, els elements estan en contacte entre si, les parts corresponents a aquesta forma. Resulta que el CP només podrà realitzar aquest moviment,que no contradirà la geometria dels enllaços. A més, per fer qualsevol moviment entre si, s'ha de fixar un enllaç permanentment i el segon de la parella es veu afectat.
Cada punt de l'enllaç passa per un camí (trajectòria) en el moment del moviment. Aquesta trajectòria pot prendre la forma d'una corba situada en un pla. Quan els plans de les corbes de la trajectòria dels enllaços del parell són paral·lels entre si, aquest és un parell pla. Si les corbes de moviment dels punts dels enllaços es troben en l'espai tridimensional, el parell cinemàtic és espacial.
Vistes
Existeixen els següents tipus de mecanismes.
El parell de tipus rotatiu és un sistema d'un sol moviment. Els enllaços que formen aquest parell són capaços de realitzar només una rotació característica al voltant de la vareta o eix. En aquest cas, el contacte dels elements es realitza a la superfície d'una forma cilíndrica. Aquest sistema geomètric és tancat i pertany al més baix. El mecanisme analògic a la zona dels parells més alts té un coixinet de boles.
El parell d'interacció translacional és el mateix que l'anterior en termes de moviment únic. En aquest sistema, els enllaços només poden realitzar un moviment de translació en línia recta. El mecanisme és el parell més baix, tancat en paràmetres geomètrics.
Parell de tipus de cilindres interactius. Aquest sistema ja és bimòbil, la seva geometria és tancada. És el més baix: els enllaços poden girar i moure's cap endavant.
Parell de tipus esfèricés un sistema tripartit. La llibertat d'aquest parell té un grau que permet que els seus enllaços giren en l'espai tridimensional, descrivint els eixos de coordenades. També és el mecanisme tancat geomètricament més baix.
Parell de tipus esfèric amb un dit - amb dos mòbils. El moviment (rotació relativament independent) dels enllaços d'aquest parell està limitat pel passador i la ranura. El parell de l'ordre més baix està geomètricament tancat.
El parell de cargols té un grau de llibertat d'un sol moviment. El mecanisme d'ordre inferior és un sistema geomètricament tancat en el qual només és possible el moviment helicoïdal amb un pas determinat. El moviment en direcció angular i lineal és estrictament únic.
Parell de tipus pla, cilindre pla, bola plana. En aquests mecanismes s'utilitza el tancament forçat. Segons la classe, el primer pertany als sistemes inferiors, la resta, als sistemes superiors. A la pràctica, aquests parells cinemàtics d'enllaços no s'han utilitzat.
Classificació
Els KP es classifiquen de la següent manera.
Segons el tipus de connexió al punt de contacte
Els parells d'ordre inferior estan en contacte amb enllaços al llarg de les superfícies. Han trobat una àmplia aplicació en mecànica, tenen un disseny més senzill que els parells superiors. Estructuralment, els seus enllaços estan en contacte amb els plans i llisquen al llarg d'ells. Així, hi ha una distribució uniforme de la càrrega a l'interior de l'element, però la fricció al punt de connexió dels enllaços, respectivament, augmenta. L'aspecte positiu dels parells d'ordre baix és que és possible transferir grans càrregues d'enllaç a enllaç.
Cinemàtica superiorles parelles tenen enllaços en contacte al llarg d'una corba o en punts. El seu objectiu principal és reduir el grau de fricció entre els elements dels enllaços durant el moviment. Un exemple clàssic de parells més alts són els coixinets o rodets. El disseny intern d'aquests elements no afecta el moviment dels enllaços connectats per parelles. Per simplificar el mecanisme, s'utilitzen mètodes per substituir parells cinemàtics superiors per anàlegs inferiors.
Segons el tipus de moviment relatiu que fan els enllaços de la parella
- Rotacional.
- Progressiva.
- Cilíndric.
- esfèric.
- Cargol.
- Pis.
Si només hi ha parelles al mecanisme que només utilitzen els quatre primers tipus de moviment, s'anomena palanca.
Segons el tipus de comunicació entre enllaços
- A causa dels efectes de la força, com ara la pressió de la molla, la massa corporal, el gas o líquid comprimit, les forces inercials.
- A causa del disseny geomètric dels elements de la parella.
- Segons el grau de mobilitat dels enllaços durant el moviment.
- Segons el nombre de condicions de connexió.
Mecanismes reversibles i irreversibles
Per la possibilitat de moviment d'enllaços en el sistema en relació amb l'elecció d'un enllaç condicionalment fix, es distingeixen els CP reversibles i irreversibles.
Si en un mecanisme qualsevol element en estat lliure repeteix el moviment relatiu d'un element en estat condicionalment estacionari, aleshores el parell cinemàtic es considera reversible (exemple: parells d'un sol moviment).
Si al mecanisme actua cada element en estat lliureel seu moviment relatiu és diferent dels altres, llavors aquest parell és irreversible.
Tipus d'engranatges en mecànica
La transmissió mecànica s'entén com un sistema mecànic que converteix la cinemàtica i l'energia del motor en una forma acceptable per al seu ús pels cossos de treball de les màquines per tal de funcionar en un mode determinat.
Transmissions ocorren:
- Tipus d'engranatge. Aquesta connexió es construeix sobre elements cilíndrics i cònics. Els primers transmeten el moviment en un pla, els segons en angle. Els engranatges es caracteritzen per la compacitat i la capacitat de transmetre una gran potència. Són molt eficients però generen soroll i requereixen lubricació.
- Tipus de cargol. A més del cargol clàssic, aquesta categoria inclou els engranatges hipoides i de cuc. Aquest últim tipus de transmissió mecànica s'utilitza quan cal obtenir una gran relació de transmissió. També es distingeixen per la seva tranquil·litat i suavitat en el funcionament i la capacitat d'autofrenar. Els desavantatges inclouen una baixa eficiència i un alt desgast.
- En elements flexibles. Aquí, el moviment i l'energia es transmeten en un mateix pla a través de diversos cinturons i cadenes. Les transmissió per corretja són senzilles i poden cobrir llargues distàncies.
- Tipus de fricció. En enllaços d'aquesta naturalesa s'aplica la força de fricció. S'utilitzen en mecanismes, el funcionament dels quals té lloc en condicions difícils.
Tipus de pilota
L'objectiu principal de l'articulació de bola,de manera que el tirant de la cremallera de direcció es pugui connectar a través de la palanca amb el bastidor giratori de la roda. El disseny de la frontissa inclou una punta; galetes, una molla, una tapa de subjecció, un passador de bola, un engrasador s'hi inclouen. La molla pressiona sobre els crackers de la rótula, que subjecten el passador amb superfícies esfèriques. Aquest disseny garanteix que el mecanisme segueixi operatiu fins i tot quan estigui desgastat.
frontissa de frontissa
Les frontisses o marquesines són mecanismes construïts sobre la base d'una frontissa cilíndrica. Serveixen per obrir i tancar portes, finestres, portes de mobles. El disseny de la frontissa inclou dos llenços rectangulars (targetes) en els quals es foren forats de fixació i una vareta. Les frontisses de frontisses estan fetes principalment d'acer i diversos aliatges.
Conclusió
Curiosament, les articulacions humanes representen tots els tipus principals de parells cinemàtics descrits anteriorment. Per tant, la necessitat d'entendre els processos que ocorren en mecànica és òbvia.
