Qualquer mecanismo complexo em engenharia mecânica consiste em um conjunto de elementos simples. Para entender como o sistema como um todo funciona, é necessário analisar o funcionamento de cada nó. E isso, antes de tudo, é uma compreensão do que é um par cinemático.
Termos básicos
Se pegarmos dois objetos (links) que estão em contato um com o outro, e ao mesmo tempo tal conexão é móvel, então temos um par cinemático (KP). Sua característica distintiva é uma certa limitação na movimentação dos links.
Um corpo rígido pode ter uma capacidade limitada de se mover, e então existe uma condição de conexão. São contabilizadas até cinco condições de comunicação, considerando a interação de links em um par. Daí a divisão em classes. Cinco deles foram trazidos para pares cinemáticos, cada um com seu próprio grau de mobilidade. Há seis graus de mobilidade na classe. Toda a mecânica moderna é baseada no uso das três últimas classes de pares cinemáticos.
Cada corpo (link) tem sua própria geometria. Portanto, os elementos estão em contato uns com os outros, as partes correspondentes a esta forma. Acontece que o CP será capaz de realizar apenas esse movimento,que não irá contradizer a geometria dos links. Além disso, para fazer qualquer movimento um em relação ao outro, um link deve ser fixado permanentemente e o segundo do par é afetado.
Cada ponto no link passa por um caminho (trajetória) no momento do movimento. Essa trajetória pode assumir a forma de uma curva localizada em um plano. Quando os planos das curvas do caminho dos links no par são paralelos entre si, este é um par plano. Se as curvas de movimento dos pontos dos elos estão localizadas no espaço tridimensional, o par cinemático é espacial.
Visualizações
Existem os seguintes tipos de mecanismos.
Par de tipo rotativo é um sistema de movimento único. Os elos que compõem tal par são capazes de realizar apenas uma rotação característica em torno da haste ou eixo. Neste caso, o contato dos elementos é realizado na superfície de forma cilíndrica. Tal sistema geométrico é fechado e pertence ao mais baixo. O mecanismo analógico na área de pares mais altos possui um rolamento de esferas.
O par de interação translacional é o mesmo que o anterior em termos de movimento único. Em tal sistema, os links só podem realizar movimento de translação em linha reta. O mecanismo é o par mais baixo, fechado em parâmetros geométricos.
Par de tipos de cilindros interativos. Este sistema já é dois móveis, sua geometria é fechada. É o mais baixo - os links podem girar e se mover na direção para frente.
Par do tipo esféricoé um sistema tripartido. A liberdade de tal par tem um grau que permite que seus elos girem no espaço tridimensional, descrevendo os eixos coordenados. É também o mecanismo mais baixo geometricamente fechado.
Par de tipo esférico com um dedo - dois móveis. O movimento (rotação relativamente independente) dos elos neste par é limitado pelo pino e pela ranhura. O par de menor ordem é geometricamente fechado.
O par tipo parafuso tem um único grau de liberdade de movimento. O mecanismo de ordem inferior é um sistema geometricamente fechado no qual apenas o movimento helicoidal é possível com um determinado passo. O movimento na direção angular e linear é estritamente único.
Par de tipo plano, cilindro plano, bola plana. Nesses mecanismos, o fechamento de força é usado. De acordo com a classe, o primeiro pertence ao inferior, o resto - aos sistemas superiores. Na prática, esses pares cinemáticos de links não foram usados.
Classificação
KPs são classificados da seguinte forma.
Pelo tipo de conexão no ponto de contato
Os pares de ordem inferior estão em contato com links ao longo das superfícies. Eles encontraram ampla aplicação na mecânica, têm um design mais simples que os pares mais altos. Estruturalmente, suas ligações estão em contato com os planos e deslizam ao longo deles. Assim, há uma distribuição uniforme da carga no interior do elemento, mas o atrito no ponto de conexão dos elos, respectivamente, aumenta. O aspecto positivo dos pares de baixa ordem é que é possível transferir grandes cargas de link para link.
Cinemática Superiorpares têm ligações em contato ao longo de uma curva ou em pontos. Seu principal objetivo é reduzir o grau de atrito entre os elementos das ligações durante o movimento. Um exemplo clássico de pares mais altos são rolamentos ou roletes. O design interno desses elementos não afeta o movimento dos links conectados em pares. Para simplificar o mecanismo, métodos são usados para substituir pares cinemáticos mais altos por análogos mais baixos.
Pelo tipo de movimento relativo que os links do par fazem
- Rotacional.
- Progressivo.
- Cilíndrico.
- Esférica.
- Parafuso.
- Plano.
Se houver apenas pares no mecanismo que usam apenas os quatro primeiros tipos de movimento, então ele é chamado de alavanca.
De acordo com o tipo de comunicação entre os links
- Devido a efeitos de força, como pressão da mola, massa corporal, gás ou líquido comprimido, forças de inércia.
- Devido ao desenho geométrico dos elementos do par.
- De acordo com o grau de mobilidade dos elos durante o movimento.
- Pelo número de condições de conexão.
Mecanismos reversíveis e irreversíveis
Pela possibilidade de movimentação de links no sistema em relação à escolha de um link condicionalmente fixo, distinguem-se CPs reversíveis e irreversíveis.
Se em um mecanismo qualquer elemento em estado livre repete o movimento relativo de um elemento em estado condicionalmente estacionário, então o par cinemático é considerado reversível (exemplo - pares de movimento único).
Se no mecanismo cada elemento em estado livre executaseu movimento relativo é diferente dos outros, então tal par é irreversível.
Tipos de engrenagens na mecânica
Transmissão mecânica é entendida como um sistema mecânico que converte a cinemática e a energia do motor em uma forma aceitável para uso pelos corpos de trabalho das máquinas a fim de funcionar em um determinado modo.
Transmissões acontecem:
- Tipo de engrenagem. Tal conexão é construída em elementos cilíndricos e cônicos. Os primeiros transmitem movimento em um plano, os segundos em um ângulo. As engrenagens são caracterizadas pela compacidade e pela capacidade de transmitir alta potência. Eles são altamente eficientes, mas geram ruído e requerem lubrificação.
- Tipo de parafuso. Além do parafuso clássico, esta categoria inclui engrenagens hipóides e sem-fim. O último tipo de transmissão mecânica é usado quando é necessário obter uma grande relação de transmissão. Eles também se distinguem por sua tranquilidade e suavidade na operação e a capacidade de autofrenagem. As desvantagens incluem baixa eficiência e alto desgaste.
- Em elementos flexíveis. Aqui, movimento e energia são transmitidos no mesmo plano através de vários cintos e correntes. Os acionamentos por correia são simples e podem cobrir longas distâncias.
- Tipo de atrito. Em ligações dessa natureza, a força de atrito é aplicada. Eles são usados em mecanismos, cuja operação ocorre em condições difíceis.
Tipo de Bola
O principal objetivo da junta esférica,para que o tirante da cremalheira de direção possa ser conectado através da alavanca com a cremalheira giratória da roda. O design da dobradiça inclui uma ponta; crackers, uma mola, uma tampa de fixação, um pino esférico, um lubrificador estão embutidos nele. A mola pressiona as rachaduras da junta esférica, que seguram o pino com superfícies esféricas. Esse design garante que o mecanismo permaneça operacional mesmo quando usado.
Dobradiça da dobradiça
Dobradiças ou coberturas são mecanismos construídos com base em uma dobradiça cilíndrica. Servem para abrir e fechar portas, janelas, portas de móveis. O design da dobradiça inclui duas telas retangulares (cartões) nas quais são perfurados orifícios de fixação e uma haste. As dobradiças são feitas principalmente de aço e várias ligas.
Conclusão
Curiosamente, as articulações humanas representam todos os principais tipos de pares cinemáticos descritos acima. Portanto, a necessidade de entender os processos que ocorrem na mecânica é óbvia.
