მექანიკურ ინჟინერიაში ნებისმიერი რთული მექანიზმი შედგება მარტივი ელემენტების ნაკრებისგან. იმის გასაგებად, თუ როგორ ფუნქციონირებს სისტემა მთლიანობაში, აუცილებელია თითოეული კვანძის მუშაობის ანალიზი. და ეს, პირველ რიგში, არის იმის გაგება, თუ რა არის კინემატიკური წყვილი.
ძირითადი პირობები
თუ ავიღებთ ორ ობიექტს (ბმულს), რომლებიც ერთმანეთთან შეხებაშია და ამავდროულად ასეთი კავშირი მოძრავია, მაშინ გვექნება კინემატიკური წყვილი (KP). მისი გამორჩეული თვისება არის გარკვეული შეზღუდვა ბმულების მოძრაობაში.
მყარ სხეულს შეიძლება ჰქონდეს გადაადგილების შეზღუდული უნარი, შემდეგ კი არსებობს კავშირის მდგომარეობა. დათვლილია ხუთამდე კომუნიკაციის პირობა, წყვილში ბმულების ურთიერთქმედების გათვალისწინებით. აქედან გამომდინარე, დაყოფა კლასებად. ხუთი მათგანი გამოიყვანეს კინემატიკური წყვილებისთვის, თითოეულ მათგანს აქვს მობილობის საკუთარი ხარისხი. კლასში მობილობის ექვსი ხარისხია. ყველა თანამედროვე მექანიკა ემყარება ბოლო სამი კლასის კინემატიკური წყვილების გამოყენებას.
თითოეულ სხეულს (ბმულს) აქვს საკუთარი გეომეტრია. ამიტომ ელემენტები ერთმანეთთან კონტაქტშია, ამ ფორმის შესაბამისი ნაწილები. გამოდის, რომ CP შეძლებს მხოლოდ ასეთი მოძრაობის შესრულებას,რაც არ ეწინააღმდეგება ბმულების გეომეტრიას. გარდა ამისა, იმისათვის, რომ რაიმე მოძრაობა განხორციელდეს ერთმანეთთან შედარებით, ერთი ბმული მუდმივად უნდა დაფიქსირდეს, ხოლო მეორე წყვილში დაზარალდეს.
ბმულის თითოეული წერტილი გადის გზას (ტრაექტორიას) მოძრაობის მომენტში. ამ ტრაექტორიას შეიძლება ჰქონდეს მრუდის ფორმა, რომელიც მდებარეობს სიბრტყეზე. როდესაც წყვილში ბმულების ბილიკის მოსახვევების სიბრტყეები ერთმანეთის პარალელურია, ეს არის ბრტყელი წყვილი. თუ ბმულების წერტილების მოძრაობის მრუდები განლაგებულია სამგანზომილებიან სივრცეში, კინემატიკური წყვილი სივრცულია.
ნახვები
არსებობს შემდეგი ტიპის მექანიზმები.
მბრუნავი ტიპის წყვილი არის ერთმოძრავი სისტემა. ბმულებს, რომლებიც ქმნიან ასეთ წყვილს, შეუძლიათ შეასრულონ მხოლოდ დამახასიათებელი ბრუნი ღეროს ან ღერძის გარშემო. ამ შემთხვევაში ელემენტების შეხება ხორციელდება ცილინდრული ფორმის ზედაპირზე. ასეთი გეომეტრიული სისტემა დახურულია და ეკუთვნის ყველაზე დაბალს. ანალოგურ მექანიზმს უფრო მაღალი წყვილების მიდამოში აქვს ბურთის საკისარი.
მთარგმნელობითი ურთიერთქმედების წყვილი იგივეა, რაც წინა ერთი მოძრაობის თვალსაზრისით. ასეთ სისტემაში ბმულებს შეუძლიათ მხოლოდ მთარგმნელობითი მოძრაობის შესრულება სწორი ხაზით. მექანიზმი არის ყველაზე დაბალი წყვილი, დახურულია გეომეტრიული პარამეტრებით.
ურთიერთმოქმედი ცილინდრების ტიპის წყვილი. ეს სისტემა უკვე ორმოძრავია, მისი გეომეტრია დახურულია. ის ყველაზე დაბალია - ბმულებს შეუძლიათ ბრუნვაც და წინსვლის მიმართულებით მოძრაობაც.
სფერული ტიპის წყვილიარის სამმხრივი სისტემა. ასეთი წყვილის თავისუფლებას აქვს ხარისხი, რომელიც საშუალებას აძლევს მის ბმულებს ბრუნავდეს სამგანზომილებიან სივრცეში, აღწერს კოორდინატთა ღერძებს. ის ასევე არის ყველაზე დაბალი გეომეტრიულად დახურული მექანიზმი.
სფერული ტიპის წყვილი თითით - ორმოძრავი. ამ წყვილში ბმულების მოძრაობა (შედარებით დამოუკიდებელი ბრუნვა) შემოიფარგლება ქინძისთავით და სლოტით. ყველაზე დაბალი რიგის წყვილი გეომეტრიულად დახურულია.
ხრახნიანი ტიპის წყვილს აქვს ერთი მოძრავი თავისუფლების ხარისხი. ქვედა რიგის მექანიზმი არის გეომეტრიულად დახურული სისტემა, რომელშიც მხოლოდ ხვეული მოძრაობაა შესაძლებელი გარკვეული ნაბიჯით. მოძრაობა კუთხოვანი და წრფივი მიმართულებით მკაცრად უნიკალურია.
ბრტყელი ტიპის წყვილი, სიბრტყე-ცილინდრი, თვითმფრინავი-ბურთი. ამ მექანიზმებში გამოიყენება ძალის დახურვა. კლასის მიხედვით, პირველი ეკუთვნის ქვედა, დანარჩენი - უმაღლეს სისტემებს. პრაქტიკაში, ბმულების ასეთი კინემატიკური წყვილი არ გამოიყენება.
კლასიფიკაცია
KP კლასიფიცირდება შემდეგნაირად.
კავშირის ტიპის მიხედვით კონტაქტის წერტილში
ქვედა რიგის წყვილი კონტაქტშია ზედაპირების გასწვრივ არსებულ ბმულებთან. მათ იპოვეს ფართო გამოყენება მექანიკაში, აქვთ უფრო მარტივი დიზაინი, ვიდრე უფრო მაღალი წყვილი. სტრუქტურულად, მათი ბმულები კონტაქტშია თვითმფრინავებთან და სრიალებს მათ გასწვრივ. ამრიგად, ელემენტის შიგნით არის დატვირთვის ერთგვაროვანი განაწილება, მაგრამ ხახუნი ბმულების შეერთების წერტილში, შესაბამისად, იზრდება. დაბალი რიგის წყვილების დადებითი ასპექტი არის ის, რომ შესაძლებელია დიდი დატვირთვების გადატანა ბმულიდან ბმულზე.
უმაღლესი კინემატიკაწყვილებს აქვთ კავშირები მრუდის გასწვრივ ან წერტილებში. მათი მთავარი მიზანია შეამცირონ ხახუნის ხარისხი ბმულების ელემენტებს შორის მოძრაობის დროს. უმაღლესი წყვილების კლასიკური მაგალითია საკისრები ან ლილვაკები. ამ ელემენტების შიდა დიზაინი გავლენას არ ახდენს წყვილებში დაკავშირებული ბმულების მოძრაობაზე. მექანიზმის გასამარტივებლად გამოიყენება უფრო მაღალი კინემატიკური წყვილების დაბალი ანალოგებით ჩანაცვლების მეთოდები.
ფარდობითი მოძრაობის ტიპის მიხედვით, რომელსაც აკეთებენ წყვილის ბმულები
- როტაციული.
- პროგრესული.
- ცილინდრული.
- სფერული.
- Screw.
- ბინა.
თუ მექანიზმში არის მხოლოდ წყვილები, რომლებიც იყენებენ მხოლოდ პირველ ოთხი ტიპის მოძრაობას, მაშინ მას ეწოდება ბერკეტი.
ბმულებს შორის კომუნიკაციის ტიპის მიხედვით
- ძალის ზემოქმედების გამო, როგორიცაა ზამბარის წნევა, სხეულის მასა, შეკუმშული აირი ან სითხე, ინერციული ძალები.
- წყვილის ელემენტების გეომეტრიული დიზაინის გამო.
- ბმულების მობილურობის ხარისხის მიხედვით მოძრაობისას.
- კავშირის პირობების რაოდენობის მიხედვით.
შექცევადი და შეუქცევადი მექანიზმები
სისტემაში ბმულების გადაადგილების შესაძლებლობით პირობითად ფიქსირებული ბმულის არჩევასთან შედარებით, განასხვავებენ შექცევად და შეუქცევად CP-ებს.
თუ მექანიზმში თავისუფალ მდგომარეობაში მყოფი რომელიმე ელემენტი იმეორებს ელემენტის ფარდობით მოძრაობას პირობითად სტაციონარულ მდგომარეობაში, მაშინ კინემატიკური წყვილი ითვლება შექცევადად (მაგალითი - ერთმოძრავი წყვილები).
თუ მექანიზმში ყოველი ელემენტი თავისუფალ მდგომარეობაში ასრულებსმისი ფარდობითი მოძრაობა განსხვავდება სხვებისგან, მაშინ ასეთი წყვილი შეუქცევადია.
გადაცემათა ტიპები მექანიკაში
მექანიკური ტრანსმისია გაგებულია, როგორც მექანიკური სისტემა, რომელიც გარდაქმნის ძრავის კინემატიკასა და ენერგიას მისაღებ ფორმაში მანქანების სამუშაო ორგანოების მიერ მოცემულ რეჟიმში ფუნქციონირებისთვის.
გადაცემა ხდება:
- გადაცემის ტიპი. ასეთი კავშირი აგებულია ცილინდრულ და კონუსურ ელემენტებზე. პირველი გადასცემს მოძრაობას ერთ სიბრტყეში, მეორე კი კუთხით. გადაცემათა კოლოფი ხასიათდება კომპაქტურობით და მაღალი სიმძლავრის გადაცემის უნარით. ისინი ძალიან ეფექტურია, მაგრამ წარმოქმნიან ხმაურს და საჭიროებენ შეზეთვას.
- ხრახნიანი ტიპი. კლასიკური ხრახნის გარდა, ამ კატეგორიაში შედის ჰიპოიდური და ჭიის გადაცემათა კოლოფი. მექანიკური გადაცემის ეს უკანასკნელი ტიპი გამოიყენება, როდესაც საჭიროა დიდი გადაცემათა კოეფიციენტის მიღება. ისინი ასევე გამოირჩევიან ჩუმად და სირბილით მუშაობისას და თვითდამუხრუჭების უნარით. ნაკლოვანებებს შორისაა დაბალი ეფექტურობა და მაღალი ცვეთა.
- მოქნილ ელემენტებზე. აქ მოძრაობა და ენერგია გადაეცემა იმავე სიბრტყეში სხვადასხვა ქამრებისა და ჯაჭვების მეშვეობით. ქამარი მარტივია და შეუძლია დაფაროს დიდი მანძილი.
- ხახუნის ტიპი. ამ ბუნების ობლიგაციებში გამოიყენება ხახუნის ძალა. ისინი გამოიყენება მექანიზმებში, რომელთა მოქმედება მიმდინარეობს რთულ პირობებში.
ბურთის ტიპი
ბურთიანი სახსრის მთავარი დანიშნულება,ისე, რომ საჭის თაროს ჰალსტუხი შეიძლება ბერკეტის მეშვეობით დაუკავშირდეს ბორბლის მბრუნავ თაროს. საკინძების დიზაინში შედის წვერი; მასში ჩაშენებულია კრეკერი, ზამბარა, სამაგრი ქუდი, ბურთულიანი ქინძისთავი, ზეთის საფენი. ზამბარა აჭერს ბურთულა სახსრის კრეკერებს, რომლებიც უჭირავს ქინძისთავებს სფერული ზედაპირებით. ეს დიზაინი უზრუნველყოფს მექანიზმის ფუნქციონირებას მაშინაც კი, როდესაც ის ტარება.
სამაგრი სამაგრი
საკინძები ან ტილოები არის მექანიზმები, რომლებიც აგებულია ცილინდრული საკიდის საფუძველზე. ისინი ემსახურებიან კარების, ფანჯრების, ავეჯის კარების გაღებას და დახურვას. ანჯის დიზაინი მოიცავს ორ მართკუთხა ტილოს (ბარათს), რომლებშიც გაბურღულია სამაგრი ხვრელები და ღერო. საკინძები მზადდება ძირითადად ფოლადისა და სხვადასხვა შენადნობისგან.
დასკვნა
საინტერესოა, რომ ადამიანის სახსრები წარმოადგენს ზემოთ აღწერილი კინემატიკური წყვილების ყველა ძირითად ტიპს. აქედან გამომდინარე, აშკარაა მექანიკაში მიმდინარე პროცესების გაგების აუცილებლობა.
