Кинематическая цепь

Кинематической цепью называют систему звеньев, образующих между собой кинематические пары. Кинематические цепи бывают простыми и сложными:

• Простой кинематической цепью называется такая цепь, у которой каждое звено входит не более чем в две кинематические пары;

• Сложной кинематической цепью называется цепь, в которой имеется хотя бы одно звено, входящее более чем в две кинематические пары.

      Простые и сложные кинематические цепи, в свою очередь, делятся на замкнутые и разомкнутые:

• Простой замкнутой кинематической цепью называется простая кинематическая цепь, каждое звено которой входит в две кинематические пары;

• Простой разомкнутой кинематической цепью называется простая кинематическая цепь, в которой есть звенья, входящие только в одну кинематическую пару;

• Сложной замкнутой кинематической цепью называется такая сложная кинематическая цепь, каждое звено которой входит, по крайне мере, в две кинематические пары;

• Сложной разомкнутой кинематической цепью называется такая сложная кинематическая цепь, в которой имеются звенья, входящие в одну кинематическую пару.

      Теперь, когда введены основные понятия теории механизмов, можно дать новое определение механизма, более точно описывающее его структуру:

Механизм – это кинематическая цепь, в состав которой входит неподвижное звено (стойка) и число степеней свободы которой равно числу обобщённых координат, характеризующих положение цепи относительно стойки. [1]

      Движение звеньев механизма рассматривается по отношению к неподвижному звену – стойке. Те звенья, которые соединяются со стойкой, образуя пары пятого класса, передают на неё усилия и носят названия основных звеньев. Из числа последних выделяют входные звенья, закон движения которых является заданным.

      Механизмы классифицируют по различным признакам, и в первую очередь их делят на механизмы с низшими и высшими парами; те и другие могут быть плоскими и пространственными.

Плоским называется механизм, все подвижные точки которого движутся в параллельных плоскостях. [1]

Пространственным называют механизм, подвижные точки которого описывают неплоские траектории или траектории, лежащие в пересекающихся плоскостях. [1]

      Наиболее распространённые механизмы с низшими парами – рычажные, клиновые и винтовые; с высшими парами – кулачковые, зубчатые, фрикционные, мальтийские и храповые.

      При изображении механизма на чертеже различают его структурную схему с применением условных обозначений звеньев и пар (без указания размеров звеньев) и кинематическую схему с размерами необходимыми для кинематического расчёта. На схемах звенья обозначают цифрами, а пары и различные точки звеньев – буквами (с указанием числа степеней подвижности). Очевидно, кинематическая схема механизма не изображает его действительного устройства, а может быть использована лишь для кинематического или динамического исследования.

      В качестве примера, на рис. a) приведено конструктивное изображение V-образного механизма авиационного двигателя, а на рис. б) – его структурная схема. В некоторых случаях применяют полу схематическое изображение механизмов, представляющее собою нечто среднее между конструктивным чертежом и структурной схемой.

Структурная формула для общего вида плоских механизмов запишется так:

w = 3n – 2p₅ – p₄ .