Кинематические пары в теле человека

Кинетическая схема других механизмов

Кинематика — наука, изучающая различные конструкции, поэтому для любого типа оборудования схема своя. Рассмотрим чертеж наиболее часто встречаемого агрегата — станка. Конечно, существует целый ряд других механизмов, и на изучение их схем может уйти масса времени. Изображения сложных конструкций более детально рассматриваются учеными, механиками и любителями кинематики.

Станок — простой пример механизма, который приводится в действие благодаря определенным силам. Исполнительными органами конструкции являются: стол, суппорт, шпиндель и другие детали. Цепи кинематики станка состоят из различных передач, которые размещены в определенной последовательности. Кинематические схемы передач могут иметь в своем составе ременные, зубчатые или червячные механизмы. На чертеже все элементы обозначаются специальными знаками, которые прописаны в ГОСТе 3462-61. Кинематическая схема станка обязательно включает в себя шаги ходовых винтов, модули захода червяков, число оборотов двигателей, мощность и т. д.

Современное оборудование имеет не только механические передачи, зачастую применяют гидравлические или пневматические устройства, и, соответственно, в паспортах станков можно встретить не кинематические схемы, а комбинированные пневмогидравлические или электрические.

Современный мир машин и деталей огромен, существуют тысячи разнообразных механизмов и элементов. Однако каждый механический агрегат имеет свою кинематическую схему, будь то кран, подвеска автомобиля, металлорежущий станок или буровая вышка. Кинематические чертежи и конструкторские описания помогают разобраться со структурой и составом механизмов, облегчают процесс изучения движения элементов и звеньев в цепи. Благодаря таким схемам и науке кинематике в целом научно-технический прогресс не стоит на месте, появляются все более совершенные механизмы, станки и агрегаты, которые активно входят в нашу с вами жизнь.

Замкнутая кинематическая цепь

Замкнутая кинематическая цепь, в которой при одном неподвижном звене остальные звенья могут совершать определенные движения, называется механизмом. Неподвижным звеном обычно является стойка, корпус. Проще говоря, механизм является устройством, которое служит для передачи и преобразования движения в машинах. Деталь 4 является неподвижной опорой, кривошип 6 является звеном, совершающим движение полного оборота. Шатун 5, представляющий подвижное звено, делает качательное движение, а ползун 3, являясь подвижным звеном, совершает возвратно-поступательное движение.
 

Замкнутой кинематической цепью называется цепь, каждое звено которой входит по крайней мере в две кинематические пары.
 

Сложной замкнутой кинематической цепью называется такая сложная кинематическая цепь, каждое звено которой входит по крайней мере в две кинематические пары. Пример такой плоской цепи с вращательными парами А, В, С, D, Е, F и G — V класса — показан на фиг.
 

Эта сложная замкнутая кинематическая цепь присоединяется к основному механизму элементами кинематических пар В и F. Здесь, кроме двух базисных звеньев / / и IV, образующих жесткие контуры, есть еще один нонтур АСДЕ, степень подвижности которого равна единице. Группы, в состав, которых входят замкнутые контуры с Wl, состоящие из четырех звеньев, четырех кинематических пар, относятся к группам IV класса. Механизмы, в состав которых входят группы класса не выше четвертого, называются механизмами IV класса.
 

Поэтому простейшая замкнутая кинематическая цепь должна состоять из четырех звеньев, как показано на черт.
 

В замкнутой кинематической цепи с неподвижным звеном все звенья получают вполне определенные движения в зависимости от движения ведущего звена, соединенного с двигателем. Такая замкнутая кинематическая цепь, в которой все звенья получают определенные движения от ведущего звена, называется механизмом.
 

Рассмотрим плоскую замкнутую кинематическую цепь, все звенья которой суть стержни, имеющие в своих концах цилиндрические шарниры; таким образом, рассматриваемая плоская кинематическая цепь состоит только из вращательных пар.
 

Механизмом называется замкнутая кинематическая цепь, в которой при заданном в соответствии с числам степеней свободы движении одного или нескольких звеньев относительно соседних все остальные звенья имеют вполне определенные движения.
 

Механизмом называется замкнутая кинематическая цепь, в которой при заданном в соответствии с числом степеней свободы движении одного или нескольких звеньев относительно соседних все остальные звенья имеют вполне определенные движения.
 

Механизмом называется замкнутая кинематическая цепь с одним неподвижным звеном ( стойкой), в которой при заданном законе движения одного или нескольких ведущих звеньев все остальные ( ведомые) звенья движутся вполне определенным образом.
 

Механизмом называется замкнутая кинематическая цепь, в которой одно звено является неподвижным и при заданном движении одного или нескольких других звеньев все остальные совершают определенное движение.
 

Если в замкнутой кинематической цепи сделать одно звено неподвижным ( стойка), то получим механизм, число степеней свободы которого совпадает со степенью изменяемости кинематической цепи, поскольку закреплением одного звена отнимаем от кинематической цепи три степени свободы у плоской кинематической цепи и шесть — у пространственной.
 

В случае многоконтурных замкнутых кинематических цепей уравнения вида (3.21) должны быть составлены для каждого из контуров. Естественно, что параметры звеньев, принадлежащих нескольким контурам, войдут в каждое из уравнений замкнутости контуров и, таким образом, установится зависимость функций движения звеньев от всех параметров механизма и обобщенных координат, количество которых соответствует количеству свобод движения системы.
 

Задачи для самостоятельного решения

Задача 1

Установить класс кинематической пары, образуемой
плоской (1) и конической (2) поверхностями (конус касается плоскости только вершиной).
По отношению к координатным осям xyzперечислить
все виды допускаемых движений конуса относительно плоскости.

Задача2

Для плоской кинематической пары, представленной на рисунке,
установить:

— высшая пара, или низшая;

— класс кинематической пары;

— число подвижностей в относительном движении звеньев
1 и 2.

Задача3

Конус 2 касается плоскости 1 своей образующей. Для
кинематической пары, образуемой указанными звеньями, установить класс и число
подвижностей в относительном движении звеньев 1 и 2 (назвать эти подвижности по
отношению к какой-либо системе координат, связанной с плоскостью).

Задача 4

Конус 2 касается плоскости 1 кромкой своего основания,
вершина конуса s удалена от плоскости на расстояние где – проекция
вершины конуса на плоскость. Для кинематической пары, образуемой указанными
звеньями, установить класс и число подвижностей в относительном движении
звеньев 1 и 2 (назвать эти подвижности по отношению к какой-либо системе
координат, связанной сплоскостью).

Задача 5

Для механизма с одной степенью свободы указать номера
звеньев, образующих группу III класса 3-го
порядка при начальном звене 9.

Задача6 (см.
рисунок к задаче 5)

Для механизма с одной степенью свободы указать номера
звеньев, образующих группу III класса 3-го
порядка при начальном звене 4.

Задача7 (см.
рисунок к задаче 5)

Для механизма с одной степенью свободы написать
формулу строения механизма при начальном звене 5.

Задача8

Для механизма с одной степенью свободы пронумеровать
звенья и написать формулу строения механизма при начальном звене OA.

Задача 9

Считая звено 1 начальным, указать структурную группу,
которую можно отсоединить от механизма, не нарушая его подвижности (ответ
обосновать).

Задача 10 (см. рисунок к задаче 9)

Считая звено 2 начальным, указать структурную группу,
которую можно отсоединить от механизма, не нарушая его подвижности (ответ
обосновать).

Задача 11

Для механизма с одной степенью свободы указать номера
звеньев, образующих группу III класса 3-го
порядка при начальном звене 9.

Задача 12 (см. рисунок к задаче 11)

Для механизма с одной степенью свободы указать номера
звеньев, образующих группу III класса 3-го
порядка при начальном звене 5.

Задача 13 (см. рисунок к задаче 11)

Считая звено 9 начальным, указать структурную группу,
которую можно отсоединить от механизма, не нарушая его подвижности (ответ
обосновать).

Задача 14

Считая звено 1 начальным, указать две первые
структурные группы, которые можно поочередно отсоединить от механизма, не
нарушая его подвижности (ответ обосновать).

Задача 15

Для механизма с одной степенью свободы указать номера
звеньев, образующих группу III класса 3-го
порядка при начальном звене 4.

Задача 16 (см. рисунок к задаче 15)

Для механизма с одной степенью свободы указать номера
звеньев, образующих группу III класса 3-го
порядка при начальном звене 6.

Задача 17 (см. рисунок к задаче 15)

Считая звено 1 начальным, указать структурную группу,
которую можно отсоединить от механизма, не нарушая его подвижности (ответ
обосновать).

Задача 18

Считая звено 1 начальным, указать две первые
структурные группы, которые можно поочередно отсоединить от механизма, не
нарушая его подвижности (ответ обосновать).

Задача 19 (см. рисунок к задаче 18)

Считая звено 5 начальным, указать две первые
структурные группы, которые можно поочередно отсоединить от механизма, не
нарушая его подвижности (ответ обосновать).

Задача 20 (см. рисунок к задаче 18)

Считая звено 3 начальным, указать две первые
структурные группы, которые можно поочередно отсоединить от механизма, не
нарушая его подвижности (ответ обосновать).

Задача 21 (см. рисунок к задаче 18)

Считая звено 5 начальным, указать номера звеньев,
образующих группу III класса 3-го порядка.

Задачи 22 –
24

Для механизма с высшей кинематической парой построить
заменяющий механизм; замену высшей пары произвести непосредственно на
кинематической схеме. Написать формулу строения заменяющего механизма при
начальном звене 4.

Задачи 25 –
30

Если изображенная кинематическая цепь является
структурной группой, указать ее класс и порядок (в противном случае объяснить,
почему цепь не является группой).

Направляющая 1 в состав кинематической цепи не входит

Адрес: Россия, 450071, г.Уфа, почтовый ящик 21

Теоретическая механика Сопротивление материалов

Прикладная механика Детали машин
Строительная механика

00:00:00

Конструктивные особенности

Устройство является одним из подвидов кривошипно-шатунного механизма. Большинство кулисных пар построены по четырехзвенной кинематической схеме.

Третье звено определяет тип механизма: двухкулисный, ползунный, коромысловый или кривошипный.

Схема содержит как минимум две неподвижные оси и от одной до двух подвижных осей.

В зависимости от соотношения длин в каждый момент исполнительный орган может описывать как простые траектории (линейные, круговые или часть окружности), таки сложные в виде многоугольников или замкнутых кривых.  Вид траектории определяется законом движения кинематической пары – функцией координат исполнительного органа от угла поворота оси, положения ползуна или от времени.

Кинематическая схема

Кинематическая схема механизма, кроме структурных характеристик, учитывает его основные размеры, т. е. размеры звеньев, влияющие на кинематику механизма (радиус кривошипа и длина

шатуна в центральном кривошипно-шатунном механизме и т. п.).

В схемах, служащих для пояснения устройства механизма или машины (инструкции по эксплуатации, паспорта машин), не всегда соблюдается правильное соотношение между основными размерами; в такие схемы обычно включаются некоторые сведения по устройству машины (типы подшипников, электродвигатели и т. п.).

Условные обозначения для кинематических схем механизмов и машин предусмотрены ГОСТ 3462-52.

Механизмы в современной технике Т.1

Том 1.
СОДЕРЖАНИЕ
Из предисловия к первому изданию 7
Введение 9

Таблица 1. Указатель механизмов по структурно-конструктивным признакам 14

Таблица 2. Указатель механизмов по функциональному назначению.17

Элементы механизмов 19
1.Кинематические пары (1—52) 21
2.Подвижные соединения (53—113) 43

Простейшие рычажные механизмы 73
1.Механизмы рычагов (114—152) 75
2.Механизмы захватов, зажимов и распоров (153—234) 93
3.Механизмы весов (235—239) 129
4.Механизмы тормозов (240—245) 31
5.Механизмы остановов, стопоров и запоров (246—318) 133
6.Механизмы переключения, включения и выключения (319—341)..161
7.Механизмы фиксаторов (342—381) 172
8.Механизмы сортировки, подачи и питания (382—404) 190
9.Механизмы регуляторов (405—415) 201
10.Механизмы муфт и соединений (416—434) 207
11.Механизмы измерительных и испытательных устройств (435—452)..216
12.Механизмы молотов, прессов и штампов (453—457) 225
13.Механизмы клавиш (458—461) 228
14.Механизмы грузоподъемных устройств (462—466) 231
15.Механизмы предохранителей (467—468) 233
16.Механизмы с регулируемыми звеньями (469—475)234
17.Механизмы для математических операций (476—479)237
18.Механизмы соприкасающихся рычагов (480—493)240
19.Механизмы прочих целевых устройств (494—508)247

Шарнирно-рычажные механизмы 255
1.Механизмы четырехзвеиные общего назначения (509—546) 257
2.Механизмы пятизвенные общего назначения (547—554)276
3.Механизмы шестизвенные общего назначения (555—573) 280
4.Механизмы многозвенные общего назначения (574—587) 290
5.Механизмы параллелограммов (588—604) 300
6.Механизмы антипараллелограммов (605—607) 309
7.Механизмы направляющие и инверсоры (608—703) 311
8.Механизмы для математических операций (704—708) 382
9.Механизмы с остановками'(709—725) 385
10.Механизмы для воспроизведения кривых (726—734) 402
11. Механизмы грейферов киноаппаратов (735—743) 410
12.Механизмы весов (744—758) 415
13.Механизмы муфт и соединений (759—763) 423
14.Механизмы сортировки, подачи и питания (764—769) 426
15.Механизмы предохранителей (770—772) 432
16.Механизмы регуляторов (773—776) 435
17.Механизмы измерительных и испытательных устройств(777—784) 438
18.Механизмы фиксаторов (785) 444
19.Механизмы грузоподъемных устройств (786—790) 445
20.Механизмы пантографов (791—812) 448
21.Механизмы тормозов (813—831) .462
22.Механизмы молотов, прессов и штампов (832—833) 472
23.Механизмы прочих целевых устройств (834—867) 473
Предметный указатель 490

Техническая литераnура рекомендуемая к прочтению по данной теме.

1.Горошкин А.К. Приспособления для металлорежущих станков М.: Машиностроение, 1979, — 303 с. ил.
2.Корсаков B.C. Основы конструирования приспособлений М.: Машиностроение, 1983, — 227 с.
3.Уткин Н.Ф, Приспособления для механической обработки Л.: Лениздат, 1983,-П5 с., ил.
4.Кузнецов Ю.И. и др. Оснастка станков с ЧПУ. Справочник.- М.: Машиностроение, 1983, — 350 с., ил.
5.Станочные приспособления. Справочник в 2-х том,/ Под ред. Вардашкина Б.Н. и др. — М.: Машиностроение, 1984, ил.
6.Верников А.Я. Магнитные и электромагнитные приспособления в металлообработке. — М.: Машиностроение, 1984, ил.
7.Переналаживаемая технологическая оснастка. /Под ред. Д.И.Полякова. -М.: Машиностроение, 1988.
8.Кузнецов Ю.И. и др. Приспособления и оснастка для базирования и крепления деталей типа тел вращения на металлорежущих станках М.: ВНИИТЭМР, 1991.
9.Альбом по проектированию приспособлений. Учебное пособие для студентов машиностроительных специальностей вузов.- М.: Машиностроение, 1991.
10.Козырев Ю.Г. Промышленные роботы. Справочник. -М.: Машиностроение, 1983, — 375 с.
11.Ракович А.Г. Автоматизация проектирования приспособлений для металлорежущих станков. -М.: Машиностроение, 1980.
12.Справочник технолога по автоматическим линиям / Под ред. Косиловой А.Г. — М.: Машиностроение, 1982 — 320 с. ил.
13.Технологическая оснастка многократного пользования. / Под ред. Д.И.Полякова. -М.: Машиностроение, 1981 — 408 с., ил.
14.ЦАГИ. Руководство для конструкторов. т.1 1943.
15.Справочник конструктора машиностроителя,в 3 томах.Машиностроение, 2001г.Анурьев В.И.1-3 тт.
16.Справочник техника-конструктора. Изд. 3-е, пере-раб. и доп. Самохвалов Я. А.,- Левицкий М. Я., Григораш В. Д. Киев, «Техника», 1978. 592 с.

Похожая литература

Кинематические схемы механизмов с гибкими звеньями

Марочник сталей и сплавов

Допуски и посадки

Справочник машиностроителя

Марочник сталей и сплавов — Шишков

4

Поделиться