ОТВЕТ №1
Подвижные соединения двух звеньев, называемые кинематической парой (к.п.), классифицируются по разным признакам, например, по характеру соприкосновения звеньев – на низшие, когда контакт происходит по поверхности, и высшие, когда контакт звеньев осуществляется по линии или в точке.
Преимуществом низших к.п. является возможность передачи значительных усилий при малом износе, а достоинством высших к.п. возможность воспроизводить достаточно сложные относительные движения.
Низшие к.п. могут быть поступательными, вращательными, плоскими и пространственными, а также классифицироваться по числу условий связи, накладываемых на звенья при соединении их в к.п.
Любое тело в декартовой системе координат (рис.3) имеет 6 степеней свободы или подвижности (W=6), часть из которых уничтожается в к.п., при этом класс к.п. определяется числом накладываемых связей (6-S),
где S – число относительных движений звеньев в к.п. Например, на рис. 4а-д
приведены к.п. различных классов.
Классификация кинематических пар.
Кинематические пары (КП) классифицируются по следующим признакам:
по виду места контакта (места связи) поверхностей звеньев:
низшие, в которых контакт звеньев осуществляется по плоскости или поверхности ( пары скольжения );
высшие, в которых контакт звеньев осуществляется по линиям или точкам (пары, допускающие скольжение с перекатыванием).
по относительному движению звеньев, образующих пару:
вращательные;
поступательные;
винтовые;
плоские;
сферические.
по способу замыкания (обеспечения контакта звеньев пары):
силовое (за счет действия сил веса или силы упругости пружины);
геометрическое (за счет конструкции рабочих поверхностей пары)
Ответ 3. условное обозначение кинематических пар..
Таблица 1: Классификация кинематических пар по числу степеней свободы и числу связей [2] |
||||
Число степеней свободы |
Число связей (класс пары) |
Название пары |
Рисунок |
Условное обозначение |
1 |
5 |
Вращательная |
|
|
1 |
5 |
Поступательная |
|
|
1 |
5 |
Винтовая |
|
|
2 |
4 |
Цилиндрическая |
|
|
2 |
4 |
Сферическая с пальцем |
|
|
3 |
3 |
Сферическая |
|
|
3 |
3 |
Плоская |
|
|
4 |
2 |
Цилиндр-плоскость |
|
|
5 |
1 |
Шар-плоскость |
|
|
В таблице 1 приведены примеры кинематических пар всевозможных классов. В таблице для каждой из пар указано её название, рисунок и условное обозначение на схеме. Далее будут приведены дополнительные пояснения для наиболее часто используемых пар из этой таблицы.
Вращательная пара – одноподвижная (условное обозначение ”1 В”), допускает лишь относительное вращательное движение звеньев вокруг оси. Звенья пары соприкасаются по цилиндрической поверхности, следовательно, это низшая пара, замкнутая геометрически. Роль такой кинематической пары выполняет и более сложная конструкция – шарикоподшипник.
Поступательная пара – одноподвижная (условное обозначение ”1 П”), с геометрическим замыканием, низшая, допускает лишь прямолинейное поступательное относительное движение звеньев.
Цилиндрическая пара – двухподвижная (”2 Ц”), с геометрическим замыканием, низшая, допускает независимое вращательное и поступательное относительное движение звеньев.
Сферическая пара – трёхподвижная (”3 С”), с геометрическим замыканием, низшая, допускает три независимых относительных вращения звеньев вокруг осей x, y, z.
Сферическая пара с пальцем – двухподвижная (”2 С”), с геометрическим замыканием, низшая, допускает два независимых относительных вращения звеньев вокруг осей, определяемых прорезью и пальцем (добавленным к сферической паре).
Винтовая пара – одноподвижная, с геометрическим замыканием, низшая, допускает относительное винтовое движение звеньев с постоянным шагом. Угловые и линейные перемещения звеньев винтовой пары имею однозначное соответствие, в результате чего остаётся только одна степень подвижности.
Плоскостная пара, цилиндр-плоскость и шар-плоскость пары используют силовое замыкание, причём первая из них низшая, а две другие высшие. Эти пары практически не применяются в реальных механизмах и описаны в данном обзоре для полноты представления классификации кинематических пар.
Ответ №4