Материал: Техническая механика. учебное пособие. Жилин Р.А., Жулай В.А
Все кинематические пары делят на пять классов. Класс кинематической пары определяется числом условий связи, наложенных на относительное движение звеньев. Класс пары может быть определен и числом степеней свободы. Рассмотрим примеры пяти классов кинематических пар.
Создадим кинематическую пару, положив шар на плоскость. Этим лишим шар одного из шести возможных движений, шар не может перемещаться по оси z, т.е. на его движение наложено одно ограничение (одно условие связи). Такая пара названа парой 1 класса или пятиподвижной (рис. 1.2).
2 |
z |
1 |
H=5; S=1
y
x
Рис. 1.2
Цилиндр на плоскости. Н=4; S=2 – пара II класса или
четырехподвижная (рис. 1.3).
|
y |
2 |
1 |
|
z
x
Рис. 1.3
6
Сферическая пара. Н=3; S=3 – пара III класса или трехподвижная (рис. 1.4).
y 
1
1
z
2
2
x
Рис. 1.4
Цилиндрическая пара. Н=2; S=4 – пара IV класса или
двухподвижная (рис. 1.5).
y
2
1 
z
2
1
x
Рис. 1.5
Поступательная пара. Н=1; S=5 – пара 5-го класса, од-
ноподвижная поступательная (рис. 1.6).
7
y
2
1 |
z |
2
1 x
Рис. 1.6
Кроме предложенной классификации кинематических пар, существует деление на высшие и низшие кинематические пары. Высшей называется кинематическая пара, в которой элементами пары являются линия или точка. В низшей – элементами пары являются поверхности. Примерами высших пар являются колесо и рельс, зацепление зубчатых колес и др. Низшие пары: сферическая, цилиндрическая, поступательная. Чтобы элементы кинематических пар находились в постоянном контакте, необходимо их замыкание, которое может быть кинематическим (геометрическим) конструктивными силовым(силавеса, пружины).
На рис. 1.7 приведены обозначения некоторых кинематическихпар, используемыепри изображении кинематическихцепей.
Система звеньев, образующая между собой кинематиче-
ские пары, называется кинематической цепью.
Все кинематические цепи делят на плоские и пространственные. В плоской при закреплении одного из звеньев все остальные совершают движение в одной или нескольких параллельных плоскостях. В пространственной кинематической цепи звенья совершают движение в непараллельныхплоскостях.
Кинематические цепи можно разделить на замкнутые и незамкнутые. Та, что не образует замкнутого контура, называется незамкнутой. Кинематическая цепь, которая образует один или несколько замкнутыхконтуров, называетсязамкнутой (рис. 1.8).
8
|
|
|
неподвижное звено |
1 |
|
2 |
подвижное звено 2, |
|
|
||
|
|
поступательная пара V класса |
|
|
|
|
|
1 |
2 |
|
вращательная пара V класса |
|
|
|
|
|
1 |
|
вращательная пара III класса |
|
|
|
|
2 |
2 |
|
|
1 |
|
|
цилиндрическая пара IV класса |
|
|
|
звено, входящее в три |
|
|
|
кинематические пары |
высшая кинематическая пара I класса
Рис. 1.7. Условные обозначения, используемые в ТММ
незамкнутая цепь (пространственная)
замкнутая цепь (плоская)
замкнутая цепь (пространственная)
Рис. 1.8
9
1.3. Структура и кинематика плоских механизмов
При кинематическом анализе и синтезе механизмов всегда необходима его кинематическая модель, такой моделью является кинематическая (структурная) схема механизма. Зная условные обозначения звеньев и кинематических пар, можно составить кинематическую (структурную) схемулюбого механизма.
Составим кинематическую схему модели двухступенчатого двухцилиндрового воздушного компрессора (рис. 1.9). Это кинематическая схема плоского механизма.
Рис. 1.9
Если необходимо исследовать схему пространственного механизма, то чаще всего приходится делать соответствующие проекции на две или три плоскости. Схема должна выполняться в масштабе. Масштабный коэффициент e имеет размерность м/мм.
10