الصفحة الرئيسية > التجديد والتشطيب > زوج حركي كروي. زوج حركي. قوة التحليل الحركي للآليات


زوج حركي كروي. زوج حركي. قوة التحليل الحركي للآليات




دوراني.

متعدية.

برغي؛

كروي.


رموز الروابط والأزواج الحركية على المخططات الحركية.

الرسم التخطيطي الحركي للآلية هو تمثيل رسومي في المقياس المحدد للموضع النسبي للروابط المدرجة في الأزواج الحركية ، باستخدام الرموز وفقًا لـ GOST 2770-68. يشار إلى مراكز المفصلات والنقاط المميزة الأخرى في المخططات بالأحرف الكبيرة للأبجدية اللاتينية. تتم الإشارة إلى اتجاهات حركة روابط الإدخال بواسطة الأسهم. يجب أن يحتوي المخطط الحركي على جميع المعلمات اللازمة للدراسة الحركية للآلية: أبعاد الروابط ، وعدد أسنان عجلات التروس ، وملامح عناصر الأزواج الحركية الأعلى. يتميز مقياس الرسم البياني بعامل مقياس الطول Kl ، والذي يساوي نسبة الطول AB l للوصلة بالأمتار إلى طول المقطع AB الذي يمثل هذا الارتباط في الرسم التخطيطي ، بالمليمترات: Kl = l AB / AB

المخطط الحركي ، في جوهره ، هو نموذج ، يتم استبداله بآلية حقيقية لحل مشاكل تحليله الهيكلي والحركي. دعونا نلاحظ الافتراضات الرئيسية التي ينطوي عليها هذا التخطيط:

أ) روابط الآلية جامدة تمامًا ؛

ب) لا توجد فجوات في الأزواج الحركية


السلاسل الحركية وتصنيفها.

السلاسل الحركية حسب طبيعة الحركة النسبية للروابط مقسمة إلى مسطحة ومكانية. تسمى السلسلة الحركية مسطحة إذا كانت نقاط روابطها تصف مسارات تقع في مستويات متوازية. تسمى السلسلة الحركية بالمكان إذا كانت نقاط روابطها تصف المسارات غير المستوية أو المسارات الموجودة في المستويات المتقاطعة.

تصنيف السلسلة الحركية:

مسطح - عندما يتم إصلاح ارتباط واحد ، فإن بقية الروابط تقوم بعمل حركة مسطحة موازية لبعض المستويات الثابتة.

مكاني - عندما يتم تأمين رابط واحد ، تتحرك بقية الروابط في مستويات مختلفة.

بسيط - لا يشتمل كل رابط على أكثر من زوجين حركيين.

معقد - رابط واحد على الأقل يحتوي على أكثر من زوجين حركيين.

مغلق - لا يتم تضمين أكثر من زوجين حركيين ، وتشكل هذه الروابط محيطًا مغلقًا واحدًا أو أكثر

فتح - لا تشكل الروابط حلقة مغلقة.


عدد درجات الحرية للسلسلة الحركية ، حركة الآلية.

يجب أن يكون عدد روابط الإدخال لتحويل السلسلة الحركية إلى آلية مساويًا لعدد درجات الحرية لهذه السلسلة الحركية.

في هذه الحالة ، فإن عدد درجات الحرية للسلسلة الحركية يعني عدد درجات الحرية للروابط المنقولة بالنسبة للحامل (الرابط يؤخذ كارتباط ثابت). ومع ذلك ، يمكن للحامل نفسه التحرك في مساحة حقيقية.

دعونا نقدم الترميز التالي:

ك - عدد الروابط في السلسلة الحركية

p1 - ​​عدد الأزواج الحركية من الدرجة الأولى في هذه السلسلة

p2 - عدد أزواج من الدرجة الثانية

p3 - عدد أزواج من الدرجة الثالثة

p4 - عدد أزواج من الدرجة الرابعة

p5 هو عدد أزواج الصف الخامس.

إجمالي عدد درجات الحرية k الروابط المجانية الموجودة في الفضاء هو 6 كيلو بايت. في السلسلة الحركية ، يتم توصيلهم بأزواج حركية (أي يتم فرض الوصلات على حركتهم النسبية).

بالإضافة إلى ذلك ، يتم استخدام سلسلة حركية مع حامل (رابط يؤخذ كوصلة ثابتة) كآلية. لذلك ، فإن عدد درجات الحرية للسلسلة الحركية سيكون مساويًا للعدد الإجمالي لدرجات الحرية لجميع الروابط مطروحًا منه القيود المفروضة على حركتها النسبية:

عدد السندات التي تفرضها جميع أزواج الفئة الأولى يساوي عددهم منذ ذلك الحين يفرض كل زوج من الفئة الأولى اتصالاً واحدًا على الحركة النسبية للروابط المتصلة في هذا الزوج ؛ عدد السندات التي تفرضها جميع أزواج الفئة الثانية يساوي عددها المضاعف (كل زوج من الفئة الثانية يفرض سندات) ، إلخ.

يتم أخذ جميع درجات الحرية الست بعيدًا عن الرابط المأخوذ كوصلة ثابتة (يتم فرض ستة روابط على الرف). في هذا الطريق:

S1 = p1، S2 = 2p2، S3 = 3p3، S4 = 4p4، S5 = 5p5، Sstands = 6،

ومجموع كل الاتصالات

∑Si = p1 + 2p2 + 3p3 + 4p4 + 5p5 + 6.

والنتيجة هي الصيغة التالية لتحديد عدد درجات الحرية في السلسلة الحركية المكانية:

W = 6k - p1–2p2–3p3–4p4–5p5–6.

بتجميع الحد الأول والأخير من المعادلة ، نحصل على:

W = 6 (k - 1) –p1–2p2–3p3–4p4–5p5 ،

أو أخيرًا:

W = 6n - p1–2p2–3p3–4p4–5p5،

وبالتالي ، فإن عدد درجات الحرية لسلسلة حركية مفتوحة يساوي مجموع التنقل (درجات الحرية) للأزواج الحركية المدرجة في هذه السلسلة. بالإضافة إلى درجات الحرية ، فإن جودة عمل المتلاعبين والروبوتات الصناعية تتأثر بشكل كبير بقدرتها على المناورة.


أنواع آليات التروس وهيكلها ووصف موجز.

ناقل الحركة عبارة عن آلية ثلاثية الوصلات يكون فيها رابطان متحركان عبارة عن عجلات تروس ، أو عجلة ورف مع أسنان ، مما يشكل زوجًا دورانيًا أو متعدديًا بوصلة ثابتة (جسم).

يتكون قطار التروس من عجلتين من خلالهما يتشابكان مع بعضهما البعض. يُطلق على الترس الذي يحتوي على عدد أقل من الأسنان ترسًا ، أما الترس الذي يحتوي على عدد أكبر من الأسنان فهو عجلة.

مصطلح "عجلة مسننة" عام. يتم تعيين معلمات الترس بالفهرس 1 ، وتكون معلمات العجلة 2.

المزايا الرئيسية لمحركات التروس هي:

ثبات نسبة التروس (بدون انزلاق) ؛

الانضغاط بالمقارنة مع محركات الاحتكاك والحزام ؛

كفاءة عالية (تصل إلى 0.97 ... 0.98 في مرحلة واحدة) ؛

متانة وموثوقية كبيرة في التشغيل (على سبيل المثال ، تم تعيين مورد من 30000 ساعة لعلب التروس للأغراض العامة) ؛

إمكانية التطبيق على نطاق واسع من السرعات (حتى 150 م / ث) ، والقدرات (حتى عشرات الآلاف من الكيلوواط).

عيوب:

ضوضاء بسرعات عالية

استحالة التغيير المستمر لنسبة التروس ؛

الحاجة إلى تصنيع وتركيب عالي الدقة ؛

انعدام الأمن الزائد

وجود اهتزازات ناتجة عن التصنيع غير الدقيق والتجميع غير الدقيق للتروس.

تنتشر التروس ذات التشكيل الجانبي المطوي على نطاق واسع في جميع فروع الهندسة الميكانيكية وصنع الأدوات. يتم استخدامها في مجموعة واسعة للغاية من ظروف التشغيل. تتنوع القوى المنقولة عن طريق التروس من ضئيلة (الأدوات ، آلية الساعة) إلى عدة آلاف من كيلوواط (علب التروس لمحركات الطائرات). الأكثر انتشارًا هو ناقل الحركة ذو العجلات الأسطوانية ، لأنه أسهل في التصنيع والتشغيل ، وموثوق به وصغير الحجم. يتم استخدام التروس المخروطية واللولبية والدودية فقط في الحالات التي يكون فيها ذلك ضروريًا وفقًا لشروط تصميم الماكينة.


القانون الأساسي للمشاركة.

لضمان اتساق الإرسال

العلاقات: من الضروري أن يتم تحديد ملامح أسنان التزاوج بمثل هذه المنحنيات التي تفي بمتطلبات نظرية التروس الرئيسية

قانون الاشتباك الأساسي: N-N العادي المشترك إلى الملامح ، المرسومة عند النقطة C من جهة الاتصال الخاصة بهم ، يقسم المسافة من المركز إلى المركز a w إلى أجزاء تتناسب عكسياً مع السرعات الزاوية. مع نسبة تروس ثابتة (= const) ومراكز ثابتة O 1 و O 2 ، ستشغل النقطة W موضعًا غير متغير على خط المراكز. في هذه الحالة ، إسقاطات السرعة  k 1 و k 2 غير متساويتين. يشير الاختلاف بينهما إلى الانزلاق النسبي للملفات الجانبية في اتجاه K-K tangent ، مما يتسبب في تآكلها. تساوي إسقاطات السرعات ولا يمكن تحقيقه إلا في موضع واحد ، عندما تتزامن النقطة C من التلامس مع الملامح مع النقطة W من تقاطع N-N العادي وخط المراكز O 1 O 2. تسمى النقطة W بقطب الارتباط ، وتسمى الدوائر ذات القطرين d w1 و d w2 ، والتي تلامس عمود الارتباط وتتدحرج على بعضها البعض دون انزلاق ، بالدوائر الأولية.

لضمان ثبات نسبة التروس ، من الناحية النظرية ، يمكن اختيار أحد الملامح بشكل تعسفي ، ولكن يجب تحديد شكل ملف تعريف السن المقترن بدقة لتحقيق الشرط (1.82). الأكثر تقدمًا من الناحية التكنولوجية في التصنيع والتشغيل هي ملفات التعريف اللاصقة. هناك أنواع أخرى من التروس: تروس دائرية ، قرصة ، تروس نوفيكوف ، والتي تلبي هذا المطلب.


أنواع الأزواج الحركية ووصفها المختصر.

يسمى الزوج الحركي اتصال رابطي اتصال ، مما يسمح بحركتهما النسبية.

تسمى مجموعة الأسطح والخطوط ونقاط الارتباط التي يمكن أن تتلامس على طولها مع رابط آخر ، مكونًا زوجًا حركيًا ، عنصر الارتباط (عنصر من زوج حركي).

تُصنف الأزواج الحركية (KP) وفقًا للمعايير التالية:

حسب نوع نقطة الاتصال (نقطة الاتصال) لأسطح الارتباط:

السفلية ، التي يتم فيها ملامسة الروابط على مستوى أو سطح (أزواج منزلقة) ؛

أعلى ، حيث يتم إجراء اتصال الروابط على طول الخطوط أو النقاط (أزواج تسمح بالانزلاق مع التدحرج).

بالحركة النسبية للروابط التي تشكل زوجًا:

دوراني.

متعدية.

برغي؛

كروي.

بطريقة الإغلاق (ضمان الاتصال بين روابط الزوج):

القوة (بسبب تأثير قوى الوزن أو قوة مرونة الزنبرك) ؛

هندسي (بسبب تصميم أسطح العمل للزوج).

1.2.1. شروط وجود الأزواج الحركية

تحدد الأزواج الحركية (KP) إلى حد كبير أداء الآلة ، حيث يتم نقل القوى من خلالهم من رابط إلى آخر. بسبب الاحتكاك ، تكون عناصر الزوج في حالة إجهاد وقابلة للتآكل. لذلك ، عند تصميم آلية ، فإن الاختيار الصحيح لنوع الزوج الحركي وشكله الهندسي وأبعاده ومواد البناء والتشحيم له أهمية كبيرة.

هناك ثلاثة شروط ضرورية لوجود زوج حركي:

وجود رابطين ؛

إمكانية حركتهم النسبية ؛

اتصال دائم من هذه الروابط.

من أجل تسهيل الاختيار الصحيح للزوج الحركي ، يتم تصنيفها اعتمادًا على عدد شروط الاتصال ، ونوع الحركة النسبية للروابط ، وطبيعة ملامسة عناصر الأزواج الحركية وطريقة إغلاق الزوج.

1.2.2. تصنيف الأزواج الحركية
حسب عدد ظروف الاتصال

الجسم الصلب ، يتحرك بحرية في الفضاء ، لديه 6 درجات من الحرية. يمكن تمثيل حركاته المحتملة كدوران حول ثلاثة محاور إحداثيات وحركة متعدية على طول نفس المحاور (الشكل 2).

أرز. 2 . عدد درجات الحرية لأي جسم في الفضاء

الروابط التي تربطها أزواج حركية محدودة بدرجة أو بأخرى في حركتها النسبية.

القيود المفروضة على الحركات المستقلة للروابط التي تشكل زوجًا حركيًا تسمى شروط التقييد س.

ن = 6 – س ,

أين ن- عدد درجات حرية الروابط ؛

س- عدد شروط التوصيل.

إذا لم يتم تضمين الرابط في زوج حركي ، أي أنه غير متصل برابط آخر ، فلا توجد قيود على الحركة: س= 0.

إذا تم فرض 6 شروط اتصال على الأجسام المادية ، فستفقد القدرة على الحركة المتبادلة وينتج اتصال صارم ، أي لن يكون هناك زوج حركي: س = 6.

وبالتالي ، يمكن أن يختلف عدد شروط الاقتران المفروضة على الحركة النسبية لكل وصلة من 1 إلى 5.

يحدد عدد شروط الاتصال للزوج الحركي فئته (الشكل 3).

أرز. 3. أصناف الأزواج الحركية

1.2.3. تصنيف الأزواج الحركية
حسب طبيعة الحركة النسبية للروابط

حسب طبيعة الحركة النسبية للروابط ، يتم تمييز الأزواج الحركية:

متعدية

دوراني

برغي.

إذا كان أحد الروابط يتحرك بشكل انتقالي بالنسبة إلى الآخر ، فسيتم استدعاء هذا الزوج تدريجي ... في الرسم التخطيطي ، يمكن تصوير أزواج الترجمة على النحو التالي:

إذا كانت الروابط التي تشكل زوجًا تدور بالنسبة لبعضها البعض ، فسيتم استدعاء هذا الزوج الحركي التناوب ، وهي مصورة على النحو التالي:

فيما يلي تحديد الزوج الحركي الحلزوني في الرسم التخطيطي:

1.2.4. تصنيف الأزواج الحركية
حسب طبيعة ملامسة عناصر الزوج

وفقًا لطبيعة ملامسة عناصر الأزواج الحركية ، تتميز أزواج العناصر المنخفضة والعالية.

أزواج حركية منخفضة- أزواج تلامس فيها العناصر بعضها البعض على طول أسطح ذات أبعاد محدودة.

وتشمل هذه: أزواج متعدية (الشكل 4) ، دورانية (الشكل 5) وحلزونية (الشكل 6). الأزواج السفلية قابلة للانعكاس ، أي أن طبيعة الحركة لا تتغير اعتمادًا على الرابط الثابت المتضمن في الزوج.

أرز. 4. الزوج الحركي متعدية

أزواج حركية أعلى- هذه أزواج تلامس عناصرها بعضها البعض على طول خط أو عند نقطة (الشكل 7).

أ) ب)

أرز. 7. آليات ذات زوج حركي أعلى:

أ) الاتصال على طول خط أو عند نقطة (كاميرا مع دافع) ؛

ب) تلامس أسنان على طول الخط (التروس)

الأزواج الأعلى لا رجوع فيها. تصف نقاط الاتصال منحنيات مختلفة بناءً على الرابط الذي تم إصلاحه في الزوج.

1.2.5. تصنيف الأزواج الحركية بطريقة الإغلاق

وفقًا لطريقة الإغلاق (ضمان ملامسة روابط الزوج) ، تتميز الأزواج الحركية بالقوة والإغلاق الإيجابي.

يحدث إغلاق القوة بسبب تأثير قوى الوزن أو قوة مرونة الزنبرك (الشكل 8) ؛ هندسي - بسبب تصميم أسطح العمل للزوج (الشكل 9).

أرز. 8. اغلاق القوة للزوج الحركي

أرز. 9. إغلاق هندسي للزوج الحركي

الأنواع الرئيسية للآليات

تم اعتماد التصنيف التالي للآليات:

أ) حسب نوع تحويل الحركة:

المخفضات (السرعة الزاوية لوصلة القيادة أكبر من السرعة الزاوية للوصلة المدفوعة) ؛

المضاعفات (السرعة الزاوية لوصلة القيادة أقل من السرعة الزاوية للوصلة المدفوعة) ؛

أدوات التوصيل (السرعة الزاوية لوصلة القيادة تساوي السرعة الزاوية للوصلة المدفوعة).

ب) حسب حركة وموقع الروابط في الفضاء:

مكاني (جميع الروابط تتحرك في مستويات مختلفة وغير متوازية) ؛

مسطح (تتحرك جميع الروابط في نفس المستوى).

الخامس) بعدد درجات حركة الآلية:

بدرجة واحدة من التنقل ؛

مع عدة درجات من التنقل (تكامل - جمع ، تفاضلي - قسمة).

ز) حسب نوع الأزواج الحركية:

مع أزواج حركية منخفضة (جميع الأزواج الحركية للآلية أقل) ؛

مع أزواج حركية أعلى (يكون أعلى زوج حركي واحد على الأقل).

زوج حركي

الاقتران المتحرك لوصلين متينين ، مما يفرض قيودًا على حركتهما النسبية من خلال شروط الاتصال. كل شرط من شروط القيد يلغي درجة واحدة من الحرية , أي إمكانية واحدة من 6 حركات مستقلة نسبية في الفضاء. في نظام الإحداثيات المستطيل ، يمكن إجراء 3 حركات انتقالية (في اتجاه 3 محاور إحداثيات) و 3 حركات دورانية (حول هذه المحاور). حسب عدد شروط الاتصال سك.ص مقسمة إلى 5 فصول. عدد درجات الحرية K. p. ث = 6-س... داخل كل فئة ، يتم تقسيم K. p إلى أنواع وفقًا للحركات النسبية المحتملة المتبقية للروابط. وفقًا لطبيعة اتصال الروابط ، يتم تمييز السفلية K. p - مع الاتصال على طول الأسطح ، والأعلى منها - مع الاتصال على طول الخطوط أو عند النقاط. أعلى K. n. ممكنة في جميع الفئات الخمس وأنواع عديدة ؛ أقل - فقط 3 فصول و 6 أنواع ( رسم بياني 1 ). يتم التمييز أيضًا بين الفواصل المغلقة هندسيًا وغير المغلقة. في السابق ، يتم ضمان التلامس المستمر للأسطح من خلال شكل عناصرها (على سبيل المثال ، جميع المركبات الفضائية الموجودة على أرز. واحد ) ، وثانيًا ، للإغلاق ، يلزم وجود قوة ضغط ، ما يسمى ب. قوة الإغلاق (على سبيل المثال ، في آلية كام). تقليديًا ، تشتمل أدوات التدحرج على بعض الواجهات المتحركة مع العديد من الأجسام الدحرجة الوسيطة (على سبيل المثال ، محامل كروية وبكرات) وعناصر وسيطة قابلة للتشوه (على سبيل المثال ، ما يسمى بمفصلات خالية من رد الفعل العكسي للأجهزة ذات النوابض المسطحة ؛ أرز. 2 ).

N. Ya. Niberg.


الموسوعة السوفيتية العظمى. - م: الموسوعة السوفيتية. 1969-1978 .

شاهد ما هو "الزوج الحركي" في القواميس الأخرى:

    ربط وصلتين من الآلية ، مما يسمح بحركتهما النسبية. يسمى الزوج الحركي ، الذي تلمس فيه الروابط السطح ، الأدنى (على سبيل المثال ، المفصل الدوار ، المنزلق الانتقالي والموجه). زوج حركي ، ... ... قاموس موسوعي كبير

    زوج حركي- زوج اتصال اثنين من روابط الاتصال ، مما يسمح بالحركة النسبية. [مجموعة من الشروط الموصى بها. العدد 99. نظرية الآليات والآلات. أكاديمية العلوم في اتحاد الجمهوريات الاشتراكية السوفياتية. لجنة المصطلحات العلمية والتقنية. 1984] نظرية المواضيع ... ... دليل المترجم الفني

    زوج حركي- زوج حركي زوج اتصال رابطين ملامسين ، مما يسمح بالحركة النسبية ...

    ربط وصلتين من الآلية ، مما يسمح بحركتهما النسبية. يسمى الزوج الحركي ، الذي تلمس فيه الروابط السطح ، الأدنى (على سبيل المثال ، مفصل دوار ومنزلق انتقالي ودليل). الحركية ... ... قاموس موسوعي

    - ... ويكيبيديا

    زوج حركي- kinematinė pora status as T sritis fizika atitikmenys: angl. vok زوج حركي. kinematisches Elementenpaar ، n rus. زوج حركي ، و pranc. paire cinématique، f… Fizikos terminų žodynas

    اتصال رابطين مؤثرين ، مما يتيح لهم الارتباط. اقتراح. يمكن أن تتلامس الأسطح والخطوط والنقاط إلى رابط الجاودار مع رابط آخر يسمى. عناصر الارتباط. ك.ص مقسمة إلى أقل (ملامسة للأسطح) وأعلى ... ... قاموس موسوعي كبير للفنون التطبيقية

    زوج حركي- زوج حركي توصيل جسمين جامدين للآلية ، مما يسمح بالحركة النسبية المحددة. كود IFToMM: 1.2.3 القسم: المفاهيم العامة لنظرية الآليات والآلات ... نظرية الآليات والآلات

    زوج- زوج حركي زوج اتصال رابطين مؤثرين ، مما يسمح بالحركة النسبية. زوجان من القوات زوج نظام من قوتين متوازيتين متساويتين في الحجم وموجهة في اتجاهين متعاكسين ... قاموس توضيحي للمصطلحات البوليتكنيك

    أعلى زوج- زوج حركي ، حيث يمكن الحصول على الحركة النسبية المطلوبة للروابط فقط عن طريق الاتصال بعناصرها على طول الخطوط وعند النقاط ... قاموس توضيحي للمصطلحات البوليتكنيك

عدد شروط الاتصال S. عدد درجات الحرية ح تعيين الزوج الحركي فئة الزوج الحركي اسم الزوج رسم رمز
أنا خمسة الكرة الطائرة المنقولة
ثانيًا أربع أسطوانات متحركة
ثالثا ثلاث طائرات متحركة
ثالثا ثلاثة كروية متحركة
رابعا اثنان كروي متحرك بإصبع
رابعا اثنان أسطواني متحرك
الخامس برغي واحد متحرك
الخامس دوارة أحادية الحركة
الخامس ترجمة أحادية الحركة

يسمى نظام الروابط التي تشكل أزواجًا حركية مع بعضها البعض سلسلة حركية.

آلية تسمى هذه السلسلة الحركية ، وفيها ، بالنسبة لحركة معينة لواحد أو أكثر من الروابط ، تسمى عادةً الإدخال أو القيادة ، بالنسبة إلى أي منها (على سبيل المثال ، رف) ، يقوم الباقي بأداء حركات محددة بشكل فريد.

تسمى الآلية مسطحة إذا كانت جميع نقاط الروابط التي تشكلها تصف مسارات تقع في مستويات متوازية.

الرسم التخطيطي الحركي الآلية عبارة عن تمثيل رسومي للآلية ، يتم قياسه عن طريق رموز الروابط والأزواج الحركية. يعطي صورة كاملة عن هيكل الآلية وأبعاد الروابط المطلوبة للتحليل الحركي.

مخطط هيكلي الآلية ، على عكس المخطط الحركي ، يمكن إجراؤها دون مراقبة المقياس وتعطي فكرة فقط عن هيكل الآلية.

عدد درجات الحرية للآليةيسمى عدد الإحداثيات المستقلة التي تحدد موضع جميع الروابط المتعلقة بالحامل. كل من هذه الإحداثيات يسمى المعممة.أي أن عدد درجات الحرية للآلية يساوي عدد الإحداثيات المعممة.

لتحديد عدد درجات الحرية للآليات المكانية ، يتم استخدام الصيغة الهيكلية Somov-Malyshev:

W = 6n - 5p 1-4p 2-3p 3-2p 4-1p 5 ، (1.1)

حيث: W هو عدد درجات حرية الآلية ؛

ن هو عدد الروابط المتحركة ؛

p 1 ، p 2 ، p 3 ، p 4 ، p 5 - عدد واحد ، اثنان ، ثلاثة ، أربعة ، على التوالي

أزواج حركية خماسية الحركة ؛

6 - عدد درجات الحرية لجسد واحد في الفضاء ؛

5 ، 4 ، 3 ، 2 ، 1 - عدد شروط التوصيل المفروضة ، على التوالي

لأزواج واحد ، اثنان ، ثلاثة ، أربعة وخمسة أزواج متحركة.

لتحديد عدد درجات الحرية لآلية مسطحة ، يتم استخدام صيغة تشيبيشيف الهيكلية:

W = 3n - 2p 1 ، - 1p 2 ، (1.2)

حيث: W هو عدد درجات الحرية للآلية المسطحة ؛

ن هو عدد الروابط المتحركة ؛

p 1 - عدد الأزواج الحركية أحادية الحركة الموجودة في

طائرات ذات أزواج حركية منخفضة ؛

ص 2 - عدد الأزواج الحركية ثنائية الحركة الموجودة في المستوى

هي العليا.

3 - عدد درجات حرية الجسم على الطائرة ؛

2 - عدد الروابط المتراكبة على أدنى حركية

1 - عدد الروابط المركبة على أعلى زوج حركي.

يتم تحديد عدد روابط الإدخال للآلية حسب درجة التنقل. عند الاستلام ، عند حساب درجة التنقل ، التي تساوي 0 أو أكثر من 1 ، من الضروري التحقق مما إذا كانت الآلية تحتوي على روابط سلبية أو درجات إضافية من الحرية.

تسمى صيغ Somov-Malyshev و Chebyshev الهيكلي،لأنها تربط عدد درجات الحرية للآلية بعدد روابطها وعدد ونوع الأزواج الحركية.

عند اشتقاق هذه الصيغ ، تم افتراض أن جميع الاتصالات المفروضة مستقلة ، أي لا يمكن الحصول على أي منهم نتيجة للآخرين. في بعض الآليات ، لا يتم استيفاء هذا الشرط ، أي يمكن أن يشتمل العدد الإجمالي للروابط المتراكبة على عدد معين q من الروابط الزائدة (المتكررة ، السلبية) ، والتي تكرر الروابط الأخرى ، دون تغيير قابلية تنقل الآلية ، ولكن فقط تحويلها إلى نظام ثابت غير قابل للتحديد. في هذه الحالة ، عند استخدام صيغ Somov-Malyshev و Chebyshev ، يجب طرح هذه الروابط المتكررة من عدد الروابط المتراكبة:

W = 6n - (5p 1 + 4p 2 + Zp 3 + 2p 4 + p 5 - q) ،

W = 3n - (2p 1 + p 2 - q) ،

أين q = W - 6n + 5p 1 + 4p 2 + 3p 3 + 2p 4 + p 5 ،

أو q = W - 3n + 2p 1 + p 2.

في الحالة العامة ، هناك مجهولين (W و q) في المعادلات الأخيرة ، وإيجادهما مشكلة صعبة.

ومع ذلك ، في بعض الحالات ، يمكن العثور على W من الاعتبارات الهندسية ، والتي تسمح للفرد بتحديد q باستخدام أحدث المعادلات.


أرز. 1.1 أ) انزلاق آلية كرنك مع زائدة عن الحاجة



العلاقات (عندما لا تكون محاور المفصلات متوازية).

ب) نفس الآلية بدون توصيلات زائدة عن الحاجة (تم استبدالها

أزواج حركية B و C).

وتتحول الآلية إلى آلية مكانية. في هذه الحالة ، تعطي صيغة Somov-Malyshev النتيجة التالية:

W = 6n - 5p 1 ، = 6 3-5 4 = -2 ،

أولئك. اتضح أنها ليست آلية ، بل مزرعة ، لا يمكن تحديدها بشكل ثابت. سيكون عدد الاتصالات الزائدة عن الحاجة (لأنه في الواقع W = l): q = l - (- 2) = 3.

يجب التخلص من القيود المفرطة في معظم الحالات عن طريق تغيير حركة الأزواج الحركية.

على سبيل المثال ، بالنسبة للآلية قيد النظر (الشكل 1.1 ، ب) ، استبدال المفصلة B بزوج حركي ثنائي الحركة (p 2 = 1) ، والمفصلة C بآلية ثلاثية الحركة (p 3 = 1) ، نحن نحصل:

س = 1-6 3 + 5 2 + 4 1 + 3 1 = 0 ،

أولئك. لا توجد اتصالات زائدة عن الحاجة ، والآلية محددة بشكل ثابت.

في بعض الأحيان يتم إدخال الوصلات الزائدة عن الحاجة بشكل متعمد في هيكل الآلية ، على سبيل المثال ، لزيادة صلابتها. يتم ضمان أداء هذه الآليات عند استيفاء علاقات هندسية معينة. كمثال ، ضع في اعتبارك آلية متوازي الأضلاع المفصلي (الشكل 1.2 ، أ) ، حيث AB // CD ، BC // AD ؛ ن = 3 ، ف 1 = 4 ، ش = 1 ، ف = 0.



أرز. 1.2 متوازي أضلاع مفصلية:

أ) بدون اتصالات سلبية ،

ب) مع اتصالات سلبية

لزيادة صلابة الآلية (الشكل 1.2 ، ب) ، يتم إدخال رابط إضافي EF ، وفي EF // BC ، لم يتم إدخال اتصالات هندسية جديدة ، ولا تتغير حركة الآلية وفي الواقع لا تزال W = 1 ، على الرغم من أنه وفقًا لصيغة Chebyshev لدينا: W = 3 4-2 6 = 0 ، أي رسميًا ، تبين أن الآلية غير محددة بشكل ثابت. ومع ذلك ، إذا لم تكن EF موازية للطائرة ، فستصبح الحركة مستحيلة ، أي W هو بالفعل 0.

وفقًا لأفكار L.V. يتم تشكيل أي آلية من خلال اتصال تسلسلي بنظام ميكانيكي بحركة معينة (روابط إدخال ورف) من السلاسل الحركية التي تفي بشرط أن درجة حركتها هي 0. هذه السلاسل ، بما في ذلك فقط الأزواج الحركية الأدنى من الفئة الخامسة ، وتسمى مجموعات Assur.

لا يمكن تقسيم مجموعة Assur إلى مجموعات أصغر بدرجة صفر من التنقل.

تنقسم مجموعات Assur إلى فئات حسب هيكلها.

رابط الإدخال ، الذي يشكل زوجًا حركيًا منخفضًا مع الحامل ، يسمى آلية الفئة الأولى (الشكل 1.3). درجة تنقل هذه الآلية هي 1.

الشكل 1.3. آليات من الدرجة الأولى

درجة تنقل مجموعة Assur هي 0

من هذا الشرط ، من الممكن تحديد النسبة بين عدد الأزواج الحركية المنخفضة للفئة الخامسة وعدد الروابط المدرجة في مجموعة Assur.

ومن ثم ، فمن الواضح أن عدد الروابط في المجموعة يجب أن يكون زوجيًا ، وأن عدد أزواج الفئة الخامسة دائمًا ما يكون من مضاعفات 3.

تنقسم مجموعات Assur إلى فئات وأوامر. مع مزيج من n = 2 و p 5 = 3 ، يتم تشكيل مجموعات Assur من الفئة الثانية.

بالإضافة إلى ذلك ، يتم تقسيم المجموعات إلى أوامر. يتم تحديد ترتيب مجموعة Assur من خلال عدد العناصر (الأزواج الحركية الخارجية) التي ترتبط بها المجموعة بالآلية.

هناك 5 أنواع من مجموعات Assur من الدرجة الثانية (الجدول 1.3).

يتم تحديد فئة مجموعة Assur فوق الثانية من خلال عدد الأزواج الحركية الداخلية التي تشكل المحيط الأكثر تعقيدًا.

بمزيج من n = 4 p 5 = 6 ، يتم تشكيل مجموعات Assur من الفئتين الثالثة والرابعة (الجدول 1.3). هذه المجموعات لا تختلف حسب الأنواع.

يتم تحديد الفئة العامة للآلية بواسطة أعلى فئة من مجموعات Assur المضمنة في الآلية المحددة.

توضح صيغة هيكل الآلية ترتيب الانضمام إلى مجموعات Assur إلى آلية الفئة الأولى.

على سبيل المثال ، إذا كانت صيغة هيكل الآلية لها الشكل

1 (1) 2 (2,3) 3 (4,5,6,7) ,

ثم هذا يعني أن مجموعة Assur من الفئة الثانية ، بما في ذلك الروابط 2 و 3 ، ومجموعة Assur من الفئة الثالثة ، بما في ذلك الروابط 4 ، 5 ، 6 ، 7 ، مرتبطة بآلية الفئة الأولى (الرابط 1 مع a رف) أعلى فئة من المجموعة المدرجة في الآلية هي الدرجة الثالثة. لذلك ، لدينا آلية من الدرجة الثالثة.

المفاهيم والتعاريف الأساسية في نظرية الآليات

تدرس نظرية الآليات والآلات بنية وديناميكيات وديناميكيات الآليات والآلات.

آلية يسمى نظام الهيئات المصطنع المصمم لتحويل حركة جسد واحد أو عدة أجسام إلى الحركات المطلوبة لأجسام أخرى.

تسمى الأجسام الصلبة التي تشكل الآلية الروابط.

يسمى كل جزء متحرك أو مجموعة من الأجزاء التي تشكل نظامًا صلبًا متحركًا من الأجسام آلية الارتباط المتحرك.

تشكل جميع الأجزاء الثابتة نظامًا ثابتًا ثابتًا للهيئات ، يسمى الرابط الثابت أو الرف.

وبالتالي ، فإن أي آلية لها ارتباط ثابت وواحد أو أكثر من الروابط المنقولة.

يُطلق على اتصال رابطين مؤثرين ، يسمحان بحركتهما النسبية ، زوجًا حركيًا.

تسمى الأسطح والخطوط ونقاط الارتباط التي يمكن أن تتلامس على طولها مع ارتباط آخر ، وتشكيل زوج حركي ، بعناصر الارتباط.

يسمى النظام المتصل من الروابط التي تشكل أزواجًا حركية مع بعضها البعض سلسلة حركية.

آلية- هناك سلسلة حركية تستخدم للقيام بالحركة المطلوبة.

تتنوع الآليات التي يتكون منها الجهاز. من وجهة نظر الغرض الوظيفي ، تنقسم آليات الماكينة إلى الأنواع التالية:

أ) آليات المحركات والمحولات:

تعمل آليات المحرك على تحويل أنواع مختلفة من الطاقة إلى أعمال ميكانيكية ؛

تقوم آليات المحولات بتحويل الأعمال الميكانيكية إلى أنواع أخرى من الطاقة ؛

ب) آليات النقل ،إجراء نقل الحركة من المحرك إلى الآلة التكنولوجية أو الهيئة التنفيذية ؛

الخامس) المحركاتالتأثير المباشر على البيئة المعالجة أو الكائن ؛

ز) آليات التحكم، والرقابة والتنظيم ، وممارسة السيطرة على العملية التكنولوجية ، والتحكم ، وما إلى ذلك ؛

ه) آليات العد التلقائيوالوزن والتعبئة والتغليف المستخدمة في الآلات التي تنتج سلعًا ذات قطع كبيرة.

الأزواج الحركية وتصنيفها

الخاصية الرئيسية للزوج هي عدد المعلمات الهندسية التي يمكن استخدامها لتحديد الموضع النسبي للروابط المتصلة. على سبيل المثال ، عند الاتصال على سطح الدوران ، يتم تحديد الموضع النسبي للروابط تمامًا عن طريق تحديد معلمة واحدة فقط - زاوية الدوران النسبي للروابط في مستوى عمودي على محور الدوران.

عند لمس سطح كروي ، توجد بالفعل ثلاث معلمات من هذا القبيل - هذه هي زوايا الدوران حول ثلاثة محاور متعامدة بشكل متبادل تتقاطع في مركز الكرة.

وبالتالي ، فإن عناصر الزوج الحركي تفرض بعض القيود على الحركة النسبية للروابط ، وتربط بطريقة معينة إحداثيات نقاط كلا الرابطين.

القيود التي تفرضها عناصر الزوج الحركي على الحركة النسبية للروابط التي تشكل الزوج تسمى قيودًا ، وتسمى عناصر التحكم التي تعبر عن هذه القيود معادلات القيد.

دعونا نفكر في الروابط والكمية التي يمكن فرضها على الحركة النسبية لروابط الزوج الحركي.

كما هو معروف ، في الحالة العامة ، يتمتع أي جسم صلب تمامًا يتحرك بحرية في الفضاء بست درجات من الحرية:

ثلاث دورات حول المحاور X و Y و Z وثلاث حركات انتقالية على نفس المحاور.

القيود المفروضة على الحركة النسبية لرابط في زوج حركي تقيد نفس الحركة النسبية الممكنة التي تتمتع بها الروابط في حالة حرة.

نتيجة لهذه القيود ، أصبحت بعض الحركات النسبية الستة المحتملة لوصلة متحركة بحرية مرتبطة بها. تحدد الحركات الممكنة المستقلة المتبقية عدد درجات حرية روابط الزوج الحركي في حركتهما النسبية.

تنقسم الأزواج الحركية ، اعتمادًا على عدد شروط الاتصال المفروضة على الحركة النسبية لروابطها ، إلى خمس فئات:

زوج من الفئة الأولى - (الشكل 1 أ) زوج خماسي الحركة ، له عدد درجات الحرية للوصلات يساوي خمسة وعدد شروط الاتصال يساوي 1 ؛

زوج من الفئة الثانية - (الشكل 1 ب) زوج من أربعة متحركة ، وعدد درجات الحرية لوصلة الزوج الحركي هو أربعة ، وعدد شروط الاتصال 2 ؛

زوج من الفئة III - (الشكل 1 ج ، ط ، د) زوج ثلاثي الحركة ، عدد درجات حرية ارتباط الزوج الحركي يساوي ثلاثة ، وعدد شروط الاتصال 3 ؛

زوج الفئة الرابعة - (الشكل 1 هـ ، ط ، و) زوج ثنائي الحركة ، عدد درجات حرية الارتباط 2 ، عدد شروط الاتصال 4 ؛

زوج من الفئة V - (الشكل 1 جم ، ح. I) متحرك واحد (زوج دوراني) ، عدد درجات حرية الارتباط يساوي واحدًا ، وعدد شروط الاتصال هو 5.

تنقسم الأزواج الحركية إلى مكانية ومسطحة. الأزواج الحركية المكانية هي زوج ، تصف نقاط الروابط في الحركة النسبية المنحنيات المكانية. الأزواج الحركية المستوية هي مثل هذه الأزواج ، حيث تتحرك نقاط الروابط في الحركة النسبية في مستويات متوازية ، أي مساراتهم منحنيات مستوية. في الهندسة الميكانيكية الحديثة ، تُستخدم الآليات المسطحة على نطاق واسع بشكل خاص ، حيث يتم تضمين روابطها في أزواج من الفئتين IV و V.

تختلف الأزواج الحركية أيضًا في طبيعة اتصال الروابط. إذا كانت عناصر الزوج الحركي مثل تلك التي تلامسها على السطح لكل موضع نسبي للروابط ، فإن الزوج يسمى الأدنى. إذا حدث اللمس عند نقاط منفصلة أو على طول الخطوط ، فإن الزوج يسمى الأعلى.

مع الحركة النسبية للروابط التي تشكل الزوج السفلي ، تنزلق أسطح التلامس فوق بعضها البعض. إذا كانت الروابط تشكل زوجًا أعلى ، فيمكن أن تحدث حركتها النسبية مع انزلاق عناصر الزوج ، وبدونها - عن طريق التدحرج.