Левитская О.Н., Левитский Н.И. - Курс теории механизмов и машин, страница 3

Например, ротор электродвигателя и подшипники, в которых ои вращается, ие образуют механизма, так как в этом случае взаимодействие магнитного поля к проводника с током дает требуемое движение без какого. либо промежуточного преобразования механического движения Механизм в электродвигателе появляется только тогда, когда требуется уменьшить угловую скорость выход.

ного нала по сравнению с угловой скоростью ротора (электродвигатель со встроенным редуктором). Это положение ие исключает це. лесообразностн изучения движения роторов как составной части многих машин и механизмов. ' В мзшлвах мокнут быть в другие виды двзмеаггв, например шиловые, во онз зе глушат опрелелаюшвм прлзаазом, т е. ах еалзчве плв отгутотвве не влезет зз определензе термина «машанз», !а Механизмы входят в состав многих машин, так как выполнение механических движений для преобразования энергии, материалов и информации требует обычно преобразования движения, получаемого от двигателя Однако нельзя отождествлять понятия «машина» и смехааизм». Во-первых, кроме механизмов в машине всегда имеются дополнительные устройства, связанные с управлением механиз.

мами (пуск, б.чокировка, контроль и т. п.) Особенно развиты эти устройства в машинах-автомзтах, где они образуют систему автоматического управления. Во-вторых, есть машнвы, в которых нет механизмов Например, в последние годы появилнсь технологические машины, в которых каждый исполнительный ор~ан приводится в движение от индивидуального электродвигателя или гидродвнгателя. Несмотря на указанную тенденцию к сокрашению числа механизмов в машине, все же они составляют важнейшую, хотя и ие единственную часть большинства машин. Кроме того, механизмы применяются в приборах, аппаратах и других технологических устройствах.

Звено механизма. Механизм состоит нз многих деталей, т с. отдельно изготовляемых частей. Например, колесо азтомоби та состоит из обода, втулки, крышки, нссколькнх болтов, гаек н т и Но вся эта совокупность деталей соединена между собой так, что нх взавмиое расположение ие меняется при движении автомобиля. Поэтому при изучении движения механизма любую совокупность деталей, не имеющих между собой относительного движении (например, колесо автомобиля, детали, лежапхие на ленте конвейеРа и т, д.), можно считать одним твердым телом. Твердое тело, входящее в состав механизма, называется звеном механизма. Под твердыми телами в теории механизмов и машин понимают как абсолкггно твердые тела, таи и деформируемые и гибкие тела. Жидкости и газы входят в состав гидравлических и пневматических механизмов, но не считаются авеиьямн.

Входные и выходные звенья механизма. В каждом механизме имеется стойка — неподвижное звено или звено, принимаемое за неподвижное (если механизм установлен иа днижущемся основании). Из подвижных звеньев выделяют входные и выходные звенья. Входным звеном (сокращенно — входом) называется звено, которому сообщается движение, преобразуемое механизмом в требуемые движения других звеньев. Выходным звеном (сокрашеино— выходом) называется звено, совершающее движение, для выполнения которого предназначен механизм. Остальные подвижные звенья называются соединительными или промежуточными.

Обычно в механизме ямеется один вход и один выход Вход получает движение от двигателя, з выход сосднняется с рабочим органом машины илн указателем прибора. Но могут быть механизмы с несколькнмн входами и выходами. Например, в механизме для сложения чисел имеется два входа, перемещения которых пропорциональны слагаемым, и один выход, перемещение которого пропорционально искомой сумме. В автомобильном дифференциале, 11 наоборот, имеется один вход, получающий движение от двигателя, и два выхода, соединенных с колесами. Ведущие н ведомые звенья.

Термины «входное звено» и «выходное звено» введены в раздел «Структура механизмов» сравнительно недавно. Раньше эти звенья называли соответственно ведущими и ведомыми звеньями, что приводила к многозначности этих терминов, так как в динамике механизмов разделение звеньев на ведущее и ведомые производится по другому признану, а именно по знаку элементарной работы действующих на звено сил. Ведущим (иначе— движущим) звеном называется звено, для которого элементарная работа внешних сил, приложенных к нему, является положнтель. нон й Ведомым звеном называется звено, для которого элементарная работа внешних сил, приложенных к нему, является отрицательной или равна нулю.

Одно и то же выходное звено на отдельных участках движения может быть то ведомым, то ведущим. Аналогично входное звено, которое по признаку действия сил обычно является ведущим, иа некоторых участках движения может быть ведомым. Например, электродвигатель, соединенный с входным звеном, может в зависимости от соотношения сил, действующих на звенья механизма, работать как в двигательном, тэк и в генераториом режиме.

Кинематическая пара. Звенья соединяются между собой подвижно. В общем случае звено может образовывать подвижные соединения с несколькими звеньями, но для удобства изучения кинематическнх свойств этих соединений принята рассматривать соединения двух соприкасающихся звеньев Подвижное соединение двух соприкасающихся звеньев называется кинематической парой. Кииематическую пару можно определить также как соединение двух соприкасающихся звеньев, допускающее их отаоснтельное даик«ение. Классификация кинематическнх пар по числу степеней свободы и числу связей.

Числом степеней свободы механической системы называется число независимых возможных перемещений системы. Для твердого тела, свободно движущегося в пространстве, число степеней свободы равно шести: три возможных перемещения вдоль неподвижных координатных осей и три — вокруг этих осей. Ддя звеньев, входящих в кинематическую пару, число степеней свободы в их относительном движении всегда меньше шести, так как условие постоянного соприкасания звеньев кииематической пары уменьшает число независимых возможных перемещений.

По предложению В. В. Добровольского', все кннематические пары подразделены по числу степеней свободы на одиоп двух-, трех-, четырех- и пятиподвнжные. В табл. 1 даны примеры кинематических пар с условными обозначениями по ГОСТ 2.770 †, которые дополнены обозна- ' В этом опредезеннн внешннмн снлвмн счптзютсп снлы, прнложенные со стороны метернельных тел, не еходнщнх в состав мехзпнзмз. ' Влвднмнр Влнднмнроенч Доброеольскнй (1880 †19) — автор многнх работ по анализу н сенте»у механизмов — предложнл единую систему, в кото. рой мехзннзмы объедннены в однородные группы по структурным н кннемвтнческнм прнзнеквм.

12 Продолжение теда 2 Че . еы а ее е и Плеска«те«я Шар — илоскеегь ' Межэуи«редкий «та«карт ИСО 3992Д вЂ” 198! (А/Ф'РК !4 чениями, рекомендованными г'(еждуиародиой организацией по стандартам (ИСО) '. Наиболее распространенными являются одиоподвижные пары, которые представлены в трех вариантах. В поступательной паре относительное движение ее звеньев прямолинейно-поступательное„ во вращательной паре — врашательиое, в винтовой — винтовое.

Двухподвижные кииематвческие пары представлены в двух вариантах: цилиндрическая пара и сферическая пара с пальцем. Независимым возможным перемещениям в двухподвижной сферической паре соответствуют поворот вокруг оси пальца п поворот относительмо оси, перпендикулярной плоскости кольцевого паза и проходящей через центр сферы. Трехподвижные кинематические пары также представлены в двух вариантах: сферическая пара (шаровой шарнир( н плоскостная парэ Четырех- и пятиподвижиые пары представлены вариантами: «цплиндр — плоскость» п «шар — плоскостьз. В общем случае четырехполвижнзя пара получаешься при лвнейном касаици двух поверхностей, а пятшгодвижная — при точечном.

Кроме числа степеней своболы в относительном движении звеньев в таблице указано также число связей в предположении, что все связи — геометрические, т. е. налагают ограниченая только нз по- ложения (коордииаты) точек звеньев. Сумма числа степеней свободы и числа связей всегда равна б, т, е, числу степеней свободы твердого тела, движущегося в пространстве. Число связей принимается за нолгер класса пары. Например, пятиподвижиая кннематическая пара «шар — плоскость» относится к парам первого класса (одно ограничение — невозможность относительного перемещения по нормали к плоскости).

Низшие и высшие пары. Совокупность поверхностей, линий и отдельных точек звена, по которым оно может соприкасаться с другим звеном, образуп кииематнческую пару, называется элементом кинематической пары. Из определения следует, что кииематическую пару можно рассматривать как соединение двух элементов, каждый из которых принадлежит одному звену.

Для уменьшения износа элементов кинематической пары желательно, чтобы они соприкасались по поверхности. Кииематическая пара, в которой требуемое относительное движение звеньев может быть получено постоянным соприкасанием ее элементов по поверхности, называется низшей парой. К низшим парам принадлежат: поступательная, вращательная, винтовая, цилиндрическая, сферическая и плоскостная (см.

табл.1). Высшей парой называется кинематическая нара, в которой требуемое относительное движение звеньев может быть получено только соприкасаннем ее элементов по линиям и в точках. Следует заметить, что линии и точки могут быть элементами низшей пары. На. пример,в некоторых приборах элементы вращательной пары соприкасаются по отдельным линиям и тем ие менее их нельзя назвать высшими, так как то же самое относительное движение звеньев (вра.