Tout mécanisme complexe en génie mécanique consiste en un ensemble d'éléments simples. Pour comprendre le fonctionnement du système dans son ensemble, il est nécessaire d'analyser le fonctionnement de chaque nœud. Et ceci, tout d'abord, est une compréhension de ce qu'est une paire cinématique.
Termes de base
Si nous prenons deux objets (liens) qui sont en contact l'un avec l'autre et qu'en même temps une telle connexion est mobile, alors nous avons une paire cinématique (KP). Sa particularité est une certaine limitation du mouvement des liens.
Un corps rigide peut avoir une capacité de mouvement limitée, et il existe alors une condition de connexion. Jusqu'à cinq conditions de communication sont comptées, compte tenu de l'interaction des liaisons dans une paire. D'où la division en classes. Cinq d'entre eux ont été sortis pour des paires cinématiques, chacun d'eux a son propre degré de mobilité. Il y a six degrés de mobilité dans la classe. Toute la mécanique moderne est basée sur l'utilisation des trois dernières classes de paires cinématiques.
Chaque corps (lien) a sa propre géométrie. Par conséquent, les éléments sont en contact les uns avec les autres, les parties correspondant à cette forme. Il s'avère que le PC ne pourra effectuer qu'un tel mouvement,qui ne contredira pas la géométrie des liens. De plus, pour effectuer un mouvement relatif l'un par rapport à l'autre, un maillon doit être fixé en permanence et le second de la paire est affecté.
Chaque point du lien passe par un chemin (trajectoire) au moment du mouvement. Cette trajectoire peut prendre la forme d'une courbe située sur un plan. Lorsque les plans des courbes du chemin des liens de la paire sont parallèles entre eux, il s'agit d'une paire plate. Si les courbes de déplacement des points des liaisons sont situées dans un espace tridimensionnel, le couple cinématique est spatial.
Vues
Les types de mécanismes suivants existent.
Paire de type rotatif est un système à mouvement unique. Les maillons qui composent une telle paire ne sont capables d'effectuer qu'une rotation caractéristique autour de la tige ou de l'axe. Dans ce cas, le contact des éléments s'effectue sur la surface d'une forme cylindrique. Un tel système géométrique est fermé et appartient au plus bas. Le mécanisme analogique dans le domaine des paires supérieures a un roulement à billes.
La paire d'interaction translationnelle est la même que la précédente en termes de mouvement unique. Dans un tel système, les maillons ne peuvent effectuer qu'un mouvement de translation en ligne droite. Le mécanisme est la paire la plus basse, fermée en paramètres géométriques.
Paire de type de cylindres en interaction. Ce système est déjà à deux mobiles, sa géométrie est fermée. C'est le plus bas - les liens peuvent à la fois tourner et se déplacer vers l'avant.
Paire de type sphériqueest un système tripartite. La liberté d'une telle paire a un degré qui permet à ses liens de tourner dans un espace tridimensionnel, décrivant les axes de coordonnées. C'est aussi le mécanisme géométriquement fermé le plus bas.
Paire de type sphérique avec un doigt - deux mobiles. Le mouvement (rotation relativement indépendante) des maillons de cette paire est limité par la goupille et la fente. La paire d'ordre le plus bas est géométriquement fermée.
La paire à vis a un degré de liberté à mouvement unique. Le mécanisme d'ordre inférieur est un système géométriquement fermé dans lequel seul un mouvement hélicoïdal est possible avec un certain pas. Le mouvement dans la direction angulaire et linéaire est strictement unique.
Paire de type plat, plan-cylindre, plan-bille. Dans ces mécanismes, la fermeture par force est utilisée. Selon la classe, le premier appartient aux systèmes inférieurs, le reste - aux systèmes supérieurs. En pratique, de telles paires cinématiques de liaisons n'ont pas été utilisées.
Classification
Les PC sont classés comme suit.
Par le type de connexion au point de contact
Les paires d'ordre inférieur sont en contact avec des liens le long des surfaces. Ils ont trouvé une large application en mécanique, ont une conception plus simple que les paires supérieures. Structurellement, leurs liaisons sont en contact avec des plans et glissent le long de ceux-ci. Ainsi, il y a une répartition uniforme de la charge à l'intérieur de l'élément, mais le frottement au point de connexion des maillons, respectivement, augmente. L'aspect positif des paires d'ordre inférieur est qu'il est possible de transférer des charges importantes d'un lien à l'autre.
Cinématique supérieureles paires ont des liens en contact le long d'une courbe ou en des points. Leur objectif principal est de réduire le degré de friction entre les éléments des maillons lors du mouvement. Un exemple classique de paires supérieures est celui des roulements ou des rouleaux. La conception interne de ces éléments n'affecte pas le mouvement des liens connectés par paires. Pour simplifier le mécanisme, des méthodes sont utilisées pour remplacer les paires cinématiques supérieures par des analogues inférieurs.
Par le type de mouvement relatif que font les liens de la paire
- Rotationnel.
- Progressif.
- Cylindrique.
- Sphérique.
- Vis.
- Plat.
S'il n'y a que des paires dans le mécanisme qui n'utilisent que les quatre premiers types de mouvement, alors on parle de levier.
Selon le type de communication entre liens
- En raison des effets de force, tels que la pression du ressort, la masse corporelle, le gaz ou le liquide comprimé, les forces d'inertie.
- En raison de la conception géométrique des éléments de la paire.
- Selon le degré de mobilité des maillons pendant le mouvement.
- Par le nombre de conditions de connexion.
Mécanismes réversibles et irréversibles
Par la possibilité de mouvement des liens dans le système par rapport au choix d'un lien conditionnellement fixe, les CP réversibles et irréversibles sont distingués.
Si dans un mécanisme un élément à l'état libre répète le mouvement relatif d'un élément à l'état stationnaire conditionnel, alors la paire cinématique est considérée comme réversible (exemple - paires à mouvement unique).
Si dans le mécanisme chaque élément à l'état libre effectueson mouvement relatif est différent des autres, alors une telle paire est irréversible.
Types d'engrenages en mécanique
La transmission mécanique est comprise comme un système mécanique qui convertit la cinématique et l'énergie du moteur en une forme acceptable pour être utilisée par les organes de travail des machines afin de fonctionner dans un mode donné.
Les transmissions ont lieu:
- Type d'engrenage. Une telle connexion est construite sur des éléments cylindriques et coniques. Les premiers transmettent le mouvement dans un plan, les seconds sous un angle. Les engrenages se caractérisent par leur compacité et leur capacité à transmettre une puissance élevée. Ils sont très efficaces mais génèrent du bruit et nécessitent une lubrification.
- Type de vis. En plus de la vis classique, cette catégorie comprend les engrenages hypoïdes et à vis sans fin. Ce dernier type de transmission mécanique est utilisé lorsqu'il est nécessaire d'obtenir un grand rapport de démultiplication. Ils se distinguent également par leur silence et leur douceur de fonctionnement et leur capacité d'auto-freinage. Les inconvénients incluent une faible efficacité et une usure élevée.
- Sur les éléments flexibles. Ici, le mouvement et l'énergie sont transmis dans le même plan à travers diverses courroies et chaînes. Les entraînements par courroie sont simples et peuvent couvrir de longues distances.
- Type de friction. Dans les liaisons de cette nature, la force de frottement est appliquée. Ils sont utilisés dans des mécanismes dont le fonctionnement s'effectue dans des conditions difficiles.
Type de balle
Le but principal de la rotule,de sorte que le tirant de la crémaillère de direction puisse être relié par le levier à la crémaillère pivotante de la roue. La conception de la charnière comprend une pointe; des craquelins, un ressort, un capuchon de serrage, une goupille à bille, un graisseur y sont intégrés. Le ressort appuie sur les craquelins de la rotule, qui maintiennent la goupille à surfaces sphériques. Cette conception garantit que le mécanisme reste opérationnel même lorsqu'il est porté.
Charnière charnière
Les charnières ou auvents sont des mécanismes construits sur la base d'une charnière cylindrique. Ils servent à ouvrir et fermer les portes, fenêtres, portes de meubles. La conception de la charnière comprend deux toiles rectangulaires (cartes) dans lesquelles des trous de fixation et une tige sont percés. Les charnières à charnière sont fabriquées principalement à partir d'acier et de divers alliages.
Conclusion
Il est intéressant de noter que les articulations humaines représentent tous les principaux types de paires cinématiques décrites ci-dessus. Par conséquent, la nécessité de comprendre les processus qui se produisent en mécanique est évidente.
