§ 1.2Классификация кинематических пар

Кинематическая пара– подвижное соединение двух соприкасающихся звеньев.

По характеру соединений двух соприкасающихся звеньев кинематические пары делятся на поступательныеивращательные.

Если два звена движутся относительно друг друга вращательно, то получается вращательная кинематическая пара (шарнирное соединение), если поступательно - топоступательная кинематическая пара(цилиндр движется внутри поршня). Кинематические пары изображены на рисунке 1.3.

а) А б) В

1 2 3

4

а- вращательная;б- поступательная

Рисунок 1.3 - Изображение кинематической пары

Известно, что твердое тело, движущееся в пространстве, обладает шестью видами движений (тремя вращательными вокруг осей X,Y,Zи тремя поступательными относительно тех же осей), т.е. обладает шестью степенями свободы (рисунок 1.4).

На движение каждого звена кинематической пары накладываются ограничения, зависящие от способа соединения звеньев пары. Эти ограничения называются связями.

Условий связи может быть от 1 до 5. В связи с этим кинематические пары делятся на 5 классов.

z

yx

Рисунок 1.4

Таблица 1.1 - Классификация кинематических пар

Класс пары	Число условий связи	Число степеней свободы	Название пары	Рисунок	Условное обозначение
I	1	5	шар-плоскость
II	2	4	шар-цилиндр; цилиндр - плоскость
III	3	3	сферическая
III	3	3	плоскостная
IV	4	2	цилиндрическая
IV	4	2	сферическая с пальцами
V	5	1	поступательная
V	5	1	вращательная
V	5	1	винтовая

Кинематическая пара I-го класса (р₁) получается, когда на нее накладывается одна связь, т.е. нет одного движения, допустим по оси Z.

Если на кинематическую пару накладываются две связи, то получается кинематическая пара II-го класса (р₂); если 3 связи - то III-го класса (р₃) и т.д.

Классификация кинематических пар в зависимости от числа степеней свободы и от количества наложенных связей представлена в таблице 1.1.

По характеру соприкосновения кинематические пары делятся на высшие и низшие.

Высшие кинематические пары р₄(двухподвижные или пары IV класса) - такие, при которых соприкосновение звеньев происходит в точке или по линии. Примером такой пары являются: шар-плоскость, контакт 2-х зубьев.

Низшие кинематические пары р₅(одноподвижные или пары V класса) - такие, при которых соприкосновение звеньев происходит по плоскости или по поверхности. Примером такой пары является шарнирное соединение.

§ 1.3Классификация кинематических цепей

Кинематическая цепь- система звеньев, связанных между собой кинематическими парами.

а) В3Сб) А2В А2В С

241

3 1 3 4

А С С4

1 5

В 2СA2B

в)13г)13

АFC

DG

6464

FEED

55

а- простые и незамкнутые;б- сложные и незамкнутые;в- простые

и замкнутые; г- сложные и замкнутые

Рисунок 1.5 - Изображение кинематических цепей

Кинематические цепи делятся на:

• простые– такие, у которых каждое звено входит не более чем в две кинематические пары (рисунок 1.5,а, в);

• сложные– такие, у которых имеется хотя бы одно звено, входящее более чем в две кинематические пары (рисунок 1.5,б, г);

• замкнутые цепи – такие, звенья которых образуют один или несколько замкнутых контуров (рисунок 1.5в, г);

• незамкнутые (открытые) цепи– такие, звенья которых не образуют замкнутых контуров (рисунок 1.5а, б);

• плоские цепи– такие, все точки которых движутся в одной или параллельных плоскостях (рисунок 1.5а - г);

• пространственные цепи– такие, все точки которых описывают пространственные кривые.