2.5 Кінематичні з’єднання

Кінематична пара є дволанковим кінематичним ланцюгом, призначеним для відтворення необхідного відносного руху ланок. Для такого відтворення руху ланок іноді зручніший кінематичний ланцюг, що складається більш, ніж з двох ланок.

Кінематичне з’єднання – це кінематичний ланцюг, що конструктивно замінює в механізмі кінематичну пару. Кінематичне з’єднання може містити декілька ланцюгів і декілька кінематичних пар, але тільки дві ланки можуть бути з’єднані з іншими ланками механізму. Наприклад, у кульковому підшипнику (рисунок 2.18 а) тільки внутрішнє 1 і зовнішнє 2 кільця з’єднані з ланками механізму: валом 5 і з корпусом виробу (на рисунку не показаний). Кульки 3, сепаратор 4 і кільця взаємодіють між собою. Пружинне кільце 6 утримує підшипник від лінійного переміщення вздовж осі у.

Кульковий підшипник, в якому допускаються перекоси осі в певних межах (вони на рисунку 2.18, а показані стрілками), з урахуванням цих перекосів може вважатися еквівалентом трирухомої сферичної

а б Рисунок 2.18 – Кульковий підшипник як еквівалент трирухомої сферичної кінематичної пари 1 – внутрішнє кільце шарикопідшипника, 2 – зовнішнє кільце шарикопідшипника, 3 – шарики, 4 – сепаратор, 5 – вал, 6 – пружинне кільце; W – число ступенів вільності відносно нерухомої ланки

кінематичної пари (рисунок 2.18, б). У деяких механізмах, наприклад, промислових роботах і маніпуляраторах сферичну кінематичну пару, що утворена ланками 1 і 2, замінюють кінематичним з’єднанням з двома додатковими ланками і трьома обертальними парами (рисунок 2.19).

Рисунок 2.19 – Кінематичне з’єднання як еквівалент трирухомої сферичної кінематичної пари

На рисунку 2.20,а наведено кінематичне з’єднання, що еквівалентне трирухомій площинній кінематичній парі (рисунок 2.20,б).

Роликовий підшипник (рисунок 2.21,а) еквівалентний дворухомій циліндричній парі (рисунок 2.21,б). Внутрішнє кільце 1 роликопідшипника з’єднується з валом 5, зовнішнє кільце 2  з корпусом 6 виробу. Кільця 1, 2 і ролик 3 взаємодіють між собою. Кришка 4 утримує зовнішнє кільце 2 роликопідшипника від осьового переміщення.

а б Рисунок 2.20  Кінематичне з’єднання (а), що еквівалентне трирухомій площинній кінематичній парі (б)

а б Рисунок 2.21 – Роликовий підшипник (а) – еквівалент дворухомій циліндричній кінематичній парі (б)

На рисунку 2.22,а наведене кінематичне з’єднання, що еквівалентне сферичній парі з пальцем (рисунок 2.22,б).

а б Рисунок 1.22 – Кінематичне з’єднання (а), що еквівалентне сферичній кінематичній парі з пальцем (б)

Упорний підшипник 1 (рисунок 2.23,а), що встановлений сферичною основою 2 на конусній поверхні ланки 3 , еквівалентний п’ятирухомій кінематичній парі (рисунок 2.23,б).

а б Рисунок 2.23 – Упорний підшипник (а)– еквівалент п’ятирухомій кінематичній парі (б)

Застосування кінематичних з’єднань замість кінематичних пар дозволяє зменшити витрати на тертя, спростити технологію виготовлення, збільшити несучу здатність і реально здійснити застосування кінематичних пар III і IV класів.