ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Кинематика и геометрия механизмов из "Элементы проектирования и расчет механизмов приборов " В процессе точностного исследования механизмов надлежит в первую очередь установить методику определения первичных ошибок и отчетливо представить себе влияние этих ошибок на передачу движения в механизмах. Напомним установленные в теории механизмов основные понятия, относящиеся к структуре и кинематике механизмов и лежащие в основе представления о механизме как о некотором геометрическом образе. [c.37] Каждый механизм состоит из звеньев, т. е. из подвижно связанных между собой тел. Такие соединения двух звеньев называются кинематическими парами. Существенным признаком, по которому различают кинематические пары, являются геометрические элементы звеньев, т. е. места соприкосновения звеньев, образующих пару. Геометрическими элементами в различных парах являются точки, линии и поверхности. [c.37] При точечных контактах могут быть случаи, когда геометрический элемент одного звена представляет собой точку, а другого — поверхность, или оба геометрических элемента представляют собой пересекающиеся линии, или, наконец, один геометрический элемент выполнен по линии, а другой — по выпуклой неплоской поверхности. [c.37] Линейный контакт геометрических элементов может осуществляться в случае, если один геометрический элемент выполнен по линии, а другой по поверхности, образующая которой параллельна этой линии. Линейный контакт имеет место и тогда, когда оба геометрических элемента выполнены по кривым поверхностям с кривизной в одной плоскости. [c.37] Кинематические пары классифицируются а) по характеру контактов геометрических элементов б) по числу условий связи, налагаемых на относительное движение звеньев в) по характеру допускаемого парами относительного движения звеньев. [c.38] Если контакт геометрических элементов происходит по линии или точке, то такая кинематическая пара называется высшей. Пары же с поверхностными контактами геометрических элементов называются низшими. Таким образом, в низших кинематических парах поверхностями соприкосновения являются плоские, цилиндрические, конические и сферические поверхности. При относительном движении двух звеньев одна поверхность скользит по другой и поэтому низшие пары являются парами скольжения, вызывающего увеличенный расход мощности на трение. В высших кинематических парах геометрические элементы в относительном движении могут совершать качение, скольжение с качением или чистое скольжение. Потери на трение могут быть уменьшены, если в кинематической паре заменить скольжение качением, т. е. в ряде случаев заменить низшую пару высшей. [c.38] Положительным свойством низших кинематических пар является их относительно большая, чем у высших пар, нагрузочная способность. Это, однако, имеет существенное значение лишь в машиностроении. В приборостроении же важнее то обстоятельство, что применение высших пар делает конструкцию механизма более компактной. Кроме того, применение высших кинематических пар позволяет получать самые разнообразные траектории относительного движения точек звеньев, в то время как низшие пары обеспечивают относительное движение точек звеньев по окружности (вращательные пары) и по прямой линии (поступательные пары). [c.38] Если контакт геометрических элементов обеспечивается их геометрической формой, то геометрическая пара является замкнутой. Отсутствие геометрического замыкания требует наличия силового замыкающего фактора, которым обычно является или вес звена, или сила упругости пружины. [c.38] На рис. 17 показаны опоры и направляющие, применяемые в приборостроении вращательные пары, 1—3 — низшая, 1—2 — высшая (рис. 17, а) низшая вращательная пара (рис. 17, б) низшая поступательная пара (рис. 17, в) высшие вращательные пары (рис. 17, г, д) и высшая поступательная пара (рис. 17, е). [c.38] Если кинематическая пара обеспечивает один и тот же характер относительного движения звена независимо от того, какое из звеньев принято за неподвижное, то такая кинематическая пара называется обратимой. Все низшие пары — обратимые. В механизмах применяются вращательная, поступательная, винтовая, цилиндрическая и шаровая пары. Некоторые высшие пары также могут быть обратимыми. Однако широко применяемые высшие пары 4-го класса — кулачковая, фрикционная, зубчатая — являются необратимыми. Необратимые пары обусловливают различный характер относительного движения соединяемых звеньев в зависимости от того, какое из звеньев условно принято за неподвижное. Так, например, во фрикционной паре, образованной колесом и рейкой, при неподвижной рейке точка касания опишет циклоиду, а при неподвижном колесе та же точка опишет кривую, называемую эвольвентой окружности. [c.40] При исследовании возможной передачи движения в механизмах определяющими факторами являются форма геометрических элементов и их относительное расположение в звене. Материал и конструкция звеньев не влияют на кинематическую схему механизма, представляющую собой его условное изображение. В кинематических схемах используют условные изображения звеньев и кинематических пар. При этом длины звеньев шарнирных меха-, низмов, имеющих на концах вращательные кинематические пары, изображаются прямолинейными отрезками, длина которых равна расстоянию между центрами вращательных пар. [c.40] Звенья же шарнирных механизмов, имеющие лишь одну вращательную пару (например, ползуны), изображаются по длине произвольно. [c.40] Кинематическая схема механизмов строится в выбранном масштабе с соблюдением размеров и форм, от которых зависит движение звеньев. Для пространственных механизмов кинематическая схема составляется в проекциях на непараллельные плоскости. [c.40] В зависимости от конструкции отдельные звенья могут состоять из нескольких деталей, т. е. таких частей, которые соединены между собой жестко без возможности относительного движения. [c.40] Более простые механизмы (с небольшим числом звеньев) могут образовывать более сложные путем последовательного или параллельного их соединения. При этом последовательным соединением механизмов называется такое, при котором ведомое звено одного механизма является ведущим звеном другого (следующего) механизма. При параллельном соединении механизмов одно общее звено является ведущим или ведомым для всех соединенных механизмов. [c.41] Во второй схеме звено 1 со стрелкой Г получает движение как от звена 2, так и от звена 3. [c.41] При нумерации звеньев механизмов принят порядок, согласно которому первый номер получает ведущее звено, а последний номер (неподвижное основание) — стойка. [c.42] В механизмах встречаются звенья, не влияющие непосредственно на кинематику передаваемого движения и применяемые для увеличения жесткости (звенья 5 на рис. 19, а—в), уменьшения трения (ролики в кулачковых механизмах) или повышения точности (увеличение числа шестерен в сателлите планетарных механизмов). [c.42] Пассивные звенья и образованные ими пассивные кинематические пары в ранее упомянутые формулы для определения числа степеней свободы не включаются, но влияют на точность механизма. [c.42] В курсе теории механизмов предположено, что размеры звеньев во все время движения механизмов равны заданным и, следовательно, предписанный закон движения осуществляется абсолютно точно (теоретический механизм). Таким образом, имеется в виду, что в звене, представляющем собой жесткое соединение геометрических элементов, расстояния между ними, их форма, размер и относительное расположение остаются неизменными. В действительных (реальных) механизмах в относительном расположении геометрических элементов, их формах и размерах возникают отклонения от теоретически заданных, что приводит к тому, что закон движения воспроизводится неточно. Отклонения в размерах и формах геометрических элементов и в их относительном расположении в звене и в кинематической паре, а также ошибки положений звеньев называются первичными ошибками (ПО). [c.42] Вернуться к основной статье