Bất kỳ cơ chế phức tạp nào trong kỹ thuật cơ khí đều bao gồm một tập hợp các phần tử đơn giản. Để hiểu toàn bộ hệ thống hoạt động như thế nào, cần phải phân tích hoạt động của từng nút. Và đây, trước hết, là sự hiểu biết về cặp động học là gì.
Điều khoản cơ bản
Nếu ta lấy hai đối tượng (liên kết) tiếp xúc với nhau, đồng thời liên kết như vậy có thể chuyển động được thì ta có một cặp động học (KP). Đặc điểm nổi bật của nó là một hạn chế nhất định trong chuyển động của các liên kết.
Một cơ thể cứng nhắc có thể có khả năng di chuyển hạn chế, và sau đó có một thứ gọi là điều kiện kết nối. Tối đa năm điều kiện giao tiếp được tính, xem xét sự tương tác của các liên kết trong một cặp. Do đó sự phân chia thành các lớp. Năm trong số chúng đã được mang ra cho các cặp động học, mỗi cặp có mức độ di động riêng. Có sáu mức độ di động trong lớp. Tất cả các cơ học hiện đại đều dựa trên việc sử dụng ba lớp cuối cùng của các cặp động học.
Mỗi phần thân (liên kết) có dạng hình học riêng. Do đó, các phần tử tiếp xúc với nhau, các phần tương ứng với dạng này. Hóa ra là CP sẽ chỉ có thể thực hiện một chuyển động như vậy,điều này sẽ không mâu thuẫn với hình học của các liên kết. Ngoài ra, để thực hiện bất kỳ chuyển động nào tương đối với nhau, một liên kết phải được cố định vĩnh viễn và liên kết thứ hai trong cặp bị ảnh hưởng.
Mỗi điểm trong liên kết đi qua một đường (quỹ đạo) tại thời điểm chuyển động. Quỹ đạo này có thể có dạng một đường cong nằm trên một mặt phẳng. Khi mặt phẳng của các đường cong của đường đi của các liên kết trong cặp song song với nhau thì đây là một cặp phẳng. Nếu các đường cong chuyển động của các điểm của các liên kết nằm trong không gian ba chiều thì cặp động học là không gian.
Lượt xem
Tồn tại các loại cơ chế sau.
Cặp kiểu quay là hệ thống chuyển động đơn. Các liên kết tạo nên một cặp như vậy chỉ có khả năng thực hiện chuyển động quay đặc trưng quanh thanh hoặc trục. Trong trường hợp này, sự tiếp xúc của các phần tử được thực hiện trên bề mặt của một hình trụ. Hệ thống hình học như vậy là khép kín và thuộc loại thấp nhất. Cơ chế tương tự trong khu vực của các cặp cao hơn có một ổ bi.
Cặp tương tác tịnh tiến giống như cặp trước về chuyển động đơn. Trong một hệ thống như vậy, các liên kết chỉ có thể thực hiện chuyển động tịnh tiến trên một đường thẳng. Cơ chế này là cặp thấp nhất, được đóng trong các thông số hình học.
Cặp xi lanh loại tương tác. Hệ thống này đã có hai chuyển động, hình học của nó là đóng. Đây là mức thấp nhất - các liên kết có thể vừa xoay vừa di chuyển theo hướng về phía trước.
Cặp kiểu cầulà một hệ thống ba bên. Sự tự do của một cặp như vậy có mức độ cho phép các liên kết của nó quay trong không gian ba chiều, mô tả các trục tọa độ. Nó cũng là cơ chế đóng hình học thấp nhất.
Cặp kiểu hình cầu bằng ngón tay - di chuyển được. Chuyển động (quay tương đối độc lập) của các liên kết trong cặp này bị giới hạn bởi chốt và rãnh. Cặp thứ tự thấp nhất được đóng về mặt hình học.
Cặp kiểu trục vít có một bậc tự do chuyển động. Cơ cấu bậc dưới là một hệ thống khép kín về mặt hình học, trong đó chỉ có thể chuyển động xoắn với một bước nhất định. Chuyển động theo hướng góc và tuyến tính là hoàn toàn duy nhất.
Cặp loại phẳng, mặt phẳng-trụ, mặt phẳng-bi. Trong các cơ chế này, lực đóng được sử dụng. Theo tầng lớp, cái đầu tiên thuộc về hệ thống thấp hơn, phần còn lại - thuộc về các hệ thống cao hơn. Trong thực tế, các cặp liên kết động học như vậy đã không được sử dụng.
Phân loại
KP được phân loại như sau.
Theo loại kết nối tại điểm tiếp xúc
Các cặp bậc dưới tiếp xúc với các liên kết dọc theo bề mặt. Chúng được ứng dụng rộng rãi trong cơ khí, có thiết kế đơn giản hơn các loại cặp cao hơn. Về mặt cấu trúc, các liên kết của chúng tiếp xúc với các mặt phẳng và trượt dọc theo chúng. Do đó, có sự phân bố tải trọng bên trong phần tử một cách đồng đều, nhưng ma sát tại điểm kết nối của các liên kết tương ứng sẽ tăng lên. Mặt tích cực của các cặp bậc thấp là có thể chuyển tải lớn từ liên kết này sang liên kết khác.
Động học cao hơncác cặp có liên kết tiếp xúc dọc theo một đường cong hoặc tại các điểm. Mục đích chính của chúng là giảm mức độ ma sát giữa các phần tử của các mắt xích trong quá trình chuyển động. Một ví dụ cổ điển về các cặp cao hơn là vòng bi hoặc con lăn. Thiết kế bên trong của các yếu tố này không ảnh hưởng đến chuyển động của các liên kết được kết nối theo cặp. Để đơn giản hóa cơ chế, các phương pháp được sử dụng để thay thế các cặp động học cao hơn bằng các cặp tương tự thấp hơn.
Theo kiểu chuyển động tương đối mà các liên kết của cặp tạo ra
- Xoay.
- Tiến.
- Hình trụ.
- Hình cầu.
- Vít.
- Phẳng.
Nếu chỉ có cặp trong cơ cấu chỉ sử dụng bốn kiểu chuyển động đầu tiên, thì nó được gọi là đòn bẩy.
Theo loại giao tiếp giữa các liên kết
- Do tác dụng của lực, chẳng hạn như áp suất lò xo, khối lượng cơ thể, khí nén hoặc chất lỏng, lực quán tính.
- Do thiết kế hình học của các phần tử của cặp.
- Theo mức độ di động của các liên kết trong quá trình chuyển động.
- Theo số lượng điều kiện kết nối.
Cơ chế thuận nghịch và không thể đảo ngược
Theo khả năng chuyển động của các liên kết trong hệ thống so với việc lựa chọn một liên kết cố định có điều kiện, CP có thể đảo ngược và không thể đảo ngược được phân biệt.
Nếu trong một cơ chế, bất kỳ phần tử nào ở trạng thái tự do lặp lại chuyển động tương đối của một phần tử ở trạng thái đứng yên có điều kiện, thì cặp động học được coi là thuận nghịch (ví dụ - các cặp chuyển động đơn).
Nếu trong cơ chế, mỗi phần tử ở trạng thái tự do thực hiệnchuyển động tương đối của nó khác với những chuyển động khác, thì một cặp như vậy là không thể đảo ngược.
Các loại bánh răng trong cơ khí
Truyền động cơ khí được hiểu là một hệ thống cơ khí biến đổi động năng và năng lượng của động cơ thành dạng được cơ quan làm việc của máy móc sử dụng để hoạt động ở một chế độ nhất định.
Truyền xảy ra:
- Loại bánh răng. Một kết nối như vậy được xây dựng trên các yếu tố hình trụ và hình nón. Vật trước truyền chuyển động theo một mặt phẳng, mặt phẳng truyền theo một góc. Bánh răng có đặc điểm là nhỏ gọn và khả năng truyền tải công suất cao. Chúng có hiệu suất cao nhưng tạo ra tiếng ồn và cần bôi trơn.
- Loại vít. Ngoài trục vít cổ điển, loại này bao gồm bánh răng hình tròn và bánh răng sâu. Loại truyền động cơ khí sau này được sử dụng khi cần tỷ số truyền lớn. Chúng cũng được phân biệt bởi sự yên tĩnh và êm ái khi vận hành và khả năng tự phanh. Những nhược điểm bao gồm hiệu quả thấp và độ mòn cao.
- Trên các yếu tố linh hoạt. Tại đây, chuyển động và năng lượng được truyền trong cùng một mặt phẳng thông qua các đai và xích khác nhau. Bộ truyền động đai rất đơn giản và có thể đi được quãng đường dài.
- Loại ma sát. Trong các liên kết có tính chất này, lực ma sát được áp dụng. Chúng được sử dụng trong các cơ chế, hoạt động diễn ra trong những điều kiện khó khăn.
Loại bóng
Mục đích chính của khớp nối bóng,sao cho có thể nối thanh giằng của giá lái thông qua cần với thanh răng xoay của bánh xe. Thiết kế của bản lề bao gồm một đầu nhọn; bánh quy, lò xo, nắp kẹp, chốt bi, máy bôi dầu được lắp sẵn trong đó. Lò xo ép vào các bánh răng của khớp bi, khớp này giữ chốt với các bề mặt hình cầu. Thiết kế này đảm bảo rằng cơ chế vẫn hoạt động ngay cả khi nó được đeo.
Bản lề
Bản lề hoặc tán là cơ chế được xây dựng trên cơ sở một bản lề hình trụ. Chúng dùng để đóng mở cửa ra vào, cửa sổ, cửa ra vào đồ nội thất. Thiết kế của bản lề bao gồm hai tấm bạt (thẻ) hình chữ nhật, trong đó các lỗ buộc và một thanh được khoan. Bản lề bản lề được làm chủ yếu từ thép và các hợp kim khác nhau.
Kết
Thật thú vị, các khớp của con người đại diện cho tất cả các loại cặp động học chính được mô tả ở trên. Do đó, nhu cầu hiểu rõ các quá trình xảy ra trong cơ học là điều hiển nhiên.
