Нижчими кінематичними парами називають такі пари, у яких елементи кінематичних пар стикаються поверхнями.

Вищими кінематичними парами називають такі пари, в яких елементи кінематичних пар стикаються полінії або в точці. Лінійний і точковий контакт мається на увазі як початковий під час дотику ланок без зусиль, а під навантаженням ланки, що утворюють вищу пару, будуть дотикатися за деякою фактичною поверхнею – плямою контакту.

Наведемо приклади кінематичних пар та їхні умовні позначення згідно з ГОСТ 2.770-68.

Кінематична пара куля на площині (рисунок 2.5). Куля А перекочується з ковзанням по площині В. Рух кулі А відносно площини В або, навпаки, рух площини В відносно кулі А можна розкласти на три обертання навколо осей x, y, z і ковзання по пло-

а б	щині В, яке також можна розкласти на ковзання вздовж осей x і y. Переміщення кулі вздовж осі z немож-ливо без того, щоб кінематична пара не була зруйнована. Але переміщення вздовж осей x та y, як і
Рисунок 2.5 – П’ятирухома кінематична пара а – зображення кінематичної пари; б – умовне позначення на схемах

обертання навколо будь-якої осі, умовами зв’язку допускається. Число умов зв’язку

S = 6 - H = 6 - 5 = 1,

а тому цю п’ятирухому пару слід віднести до пар I класу, вищу (початковий контакт ланок - точковий) з силовим замиканням.

Кінематична пара куля в циліндрі (рисунок 2.6). Можливі незалежні відносні рухи ланок: обертальний - навколо осей x, y, z і поступальний рух уздовж осі x. Це чотирирухома кінематична пара II класу, вища (контакт елементів ланок лінійний) з кінематичним замиканням.

а б Рисунок 2.6 – Чотирирухома кінематична пара а – зображення кінематичної пари; б – умовне позначення на схемах

Кінематична пара циліндр – площина (рисунок 2.7) допускає обертові рухи тіла А відносно В навколо осей x, z і поступальні вздовж осей x, y. Це чотирирухома кінематична пара II класу, вища (контакт елементів ланок лінійний) із силовим замиканням.

а б Рисунок 2.7 – Чотирирухома кінематична пара II класу а – зображення кінематичної пари; б – умовне позначення на схемах

Площинна кінематична пара площина – площина (рисунок 2.8) допускає плоскопаралельний відносний рух ланки А відносно ланки В (або навпаки) уздовж осей x і y, і обертовий рух навколо осі z.

а б Рисунок 2.8 - Трирухома кінематична пара III класу а - зображення кінематичної пари; б - умовне позначення на схемах

Це трирухома кінематична пара III класу, нижча (контакт ланок відбувається по площині) із силовим замиканням.

Сферична кінематична пара сфера – сфера (рисунок 2.9). Ланка А відносно ланки В (або навпаки) може повертатися навколо

а б Рисунок 2.9 – Трирухома кінематична пара III класу а - зображення кінематичної пари; б - умовне позначення на схемах

однієї з трьох взаємноперпендикулярних осей x, y, z, що проходять через центр сфери. Тому це – трирухома кінематична пара III класу, нижча (контакт ланок відбувається по сфері) з геометричним замиканням.

Сферична пара з пальцем (рисунок 2.10). Кінець ланки А має форму сфери з пальцем, вісь якого проходить через центр сфери. Ланка В має також сферичну поверхню і паз для пальця.

У відносному русі ланка В може повертатися навколо осі пальця, а також відносно осі, що перпендикулярна до площини симетрії паза і проходить через центр сфери.

 

а б Рисунок 2.10 – Дворухома кінематична пара IV класу а - зображення кінематичної пари; б - умовне позначення на схемах

Це дворухома кінематична пара IV класу, нижча (контакт ланок відбувається по сферичним поверхням, а контакт пальця з поверхнею вирізу – по лінії) з геометричним замиканням.

Циліндрична пара (рисунок 2.11). Можливі незалежні рухи ланок: обертальний і поступальний. Втулка В може обертатися навколо осі x циліндра А і переміщатися вздовж неї.

Це дворухома кінематична пара IV класу, нижча (контакт ланок відбувається по циліндричним поверхням) з геометричним замиканням.

а б Рисунок 2.11 – Дворухома кінематична пара IV класу а - зображення кінематичної пари; б - умовне позначення на схемах

В обертовій парі (див. рисунок 2.2) ланка А може повертатися навколо осі ланки В (або В відносно А) - тобто навколо осі y. Це однорухома кінематична пара V класу, нижча (елементи кінематичних пар – циліндричні поверхні) з геометричним замиканням.

Поступальна пара (рисунок 2.12) допускає тільки один відносний рух ланок пари – поступальний відносно осі x.

а б Рисунок 2.12 – Однорухома кінематична пара V класу а - зображення кінематичної пари; б - умовне позначення на схемах

Це однорухома кінематична пара V класу, нижча (елементи кінематичних пар – площини) з геометричним замиканням.

Найбільшого поширення в машинобудуванні і приладо-будуванні набули обертальна і поступальна циліндрична кінематична пара.

Перевагою нижчих кінематичних пар у порівнянні з вищими є можливість передачі великих сил, оскільки контактна поверхня дотичних ланок нижчої пари може бути вельми значною. Проте витати на тертя у таких парах більші порівняно з вищими. Вищі пари дозволяють зменшити тертя в машинах (класичні приклади – шарикопідшипники) і отримати потрібні, практично наперед задані закони руху вихідної ланки механізму шляхом надання певної форми елементам вищої кінематичної пари і зменшити габарити механізмів.

У сучасних механізмах найбільш поширені кінематичні пари IV i V класів.

Для того щоб елементи кінематичних пар перебували у постійному контакті, пари повинні бути замкнутими. Замикання може бути геометричним або силовим. Геометричне замикання здійснюється відповідною геометричною формою елементів ланок кінематичної пари або конструкцією кінематичної пари.

Наприклад, усі пари, що зображені на рисунках 2.2; 2.6; 2.9; 2.10; 2.11; 2.12 замкнуті геометрично, оскільки стикання елементів цих пар забезпечується їхніми геометричними формами. Для того щоб пари, зображені на рисунках 2.5; 2.7; 2.8 були замкнутими, необхідно тіло А притискати до площини В будь-якою силою. Силове замикання забезпечується силою ваги, силою пружності пружини тощо.

Дата добавления: 2015-10-24