4.2. Кинематическая группа.

Вопросы по теме: 4.2.

4.2.1. Что представляет собой кинематическая группа?

4.2.2. Структура кинематической группы?

4.2.3. Какие движения могут совершать исполнительные кинематические пары?

4.2.4. виды ки­нематической связи?

4.2.5. Что понимают под внутренней кинематической связью группы?

4 .2.6. Что понимают под внешней кинематической связью группы??

4 .2.7. Что обозначает знак ?

4.2.8. Что обозначает знак ?

4.2.9. Где располагаются органы настройки, регулирующие количественные характери­стики движения.?

4.2.10. Где располагаются органы настройки, регулирующие качественную характеристику движения?

Каждое исполнительное движение в станках осуществ­ляется кинематической группой, представляющей собой совокуп­ность источника движения, исполнительного органа (органов), кинематических связей и органов настроек, обеспечивающих требуе­мые параметры движения. Название кинематической группы ана­логично названию создаваемого ею исполнительного движения. Например, группу, создающую формообразующее движение, назы­вают формообразующей группой и т. п. Структура кинематической группы может быть разнообразной и зависит от характера осуществляемого движения, числа исполни­тельных органов, потребности регулирования параметров движения.

Под исполнительными органами понимают подвижные конечные звенья кинематической группы, непосредственно участвующие в об­разовании траектории исполнительного движения. Исполнительные органы, осуществляющие абсолютное или относительное движение заготовки или режущего инструмента в процессе формообразования, называют рабочими. Например, рабочими органами являются такие звенья станка, как стол, шпиндель, суппорт, ползун и т. п.

В большинстве случаев исполнительные органы совершают вращательное или прямолинейное движение, т. е. являются подвиж­ными звеньями вращательной или поступательной исполнительной кинематической пары (рис. 4.1).

Рис.4.1. Исполнительные кинематические пары:

а - вращательная; 6 - поступательная

В зависимости от числа исполнительных органов кинематические группы делятся на простые и сложные. Простые группы имеют один исполнительный орган, а сложные - два и более исполнительных органов.

Любая кинематическая группа включает в себя два качественно различных вида ки­нематической связи -внутреннюю и внеш­нюю. Под кинематической связью в станках понимают такую связь между звеньями или исполнительными органами станка, которая накладывает условия ограничения, не позволяющие занимать произвольные положения в пространстве относительно друг друга и иметь произвольные скорости.

Под внутренней кинематической связью группы понимают сово­купность кинематических звеньев и их соединений, обеспечивающих качественную характеристику движения, т. е. его траекторию. Внутренняя кинематическая связь группы в станках реализуется разными путями в зависимости от характера исполнительного движения, числа исполнительных органов в группе, требуемой точ­ности образуемой производящей линии (траектории движения) и других факторов. Например, в простых кинематических группах она осуществляется соединением двух соприкасающихся звеньев исполнительной группы, одним из которых является сам исполни­тельный орган I группы, т. е. шпиндель, стол (рис. 4.1, а), ползун (рис. 4.1, б) и т. д.

В сложных кинематических группах с двумя и более исполни­тельными органами внутренняя кинематическая связь реализуется в виде кинематической цепи (цепей), связывающей подвижные исполнительные органы группы и обеспечивающей строгую функ­циональную согласованность их перемещений или скоростей. Эти цепи называют внутренними или функциональными. Причем кине­матическое соединение исполнительных органов сложной группы может быть как механическим, т. е. цепью механических передач, так и немеханическим, например, в виде электрической цепи, как в станках с ЧПУ. Необходимое минимальное число внутренних ки­нематических цепей в сложной группе не должно быть меньше, чем на единицу числа исполнительных органов. Например (рис. 4.1, а), группа, обеспечивающая сложное движение (В₁В₂) и имеющая два исполнительных органа I и II, должна содержать в своей структуре, как минимум, одну внутреннюю кинематическую цепь 1—4—2 между исполнительными органами.

Лекция 10

Под внешней кинематической связью группы понимают совокуп­ность кинематических звеньев и их соединений, обеспечивающих количественные характеристики движения, т. е. его скорость, на­правление, путь и исходную точку. Обычно внешняя кинематическая связь сложной группы реализуется в виде кинематической цепи 3—4 между источником движения М и одним из звеньев внутренней связи группы. Для простой кинематической группы внешняя ки­нематическая связь есть цепь 1—2 между источником движения М и исполнительным органом группы I (рис. 4.2, б).

Рис. 4.2. Структурные схемы кинематических групп:

а - сложной с двумя исполнительными органами; б -простой;

в - сложной с тремя исполнительными органами

(Здесь и далее на структурных кинематических схемах кинематические цепи механическими звеньями обозначены штриховыми линиями, а немеханические участки цепей — двумя штриховыми линиями.)

Внешняя кине­матическая связь предназначена для передачи энергии от источника движения М во внутреннюю связь группы.

На рис. 4.1, в показана структурная схема кинематической группы, обеспечивающей исполнительное движение (В₁В₂П₃) и имеющей три исполнительных органа. Для обеспечения функцио­нальной согласованности перемещений или скоростей исполнитель­ных органов I, II, III достаточно двух функциональных кинема­тических цепей, например, 1—5—2 и 2—5—3 или другого их соче­тания. Внешняя кинематическая связь группы реализуется кине­матической цепью 4—5.

Д ля изменения и регулирования параметров движения в станках используют специальные устройства, которые в общем случае на­зываются органами настройки. Органы настройки таких параметров движения, как траектория, скорость и иногда путь, на структурных схемах обозначают знаком , - с буквой i, а орган настройки направления движения – знаком - .

Заштрихованная часть знака указывает на фактическое направление передачи дви­жения через орган настройки. Органы настройки движения на исходную точку и в большинстве случаев на путь в структурных схемах не показывают, так как регулирование этих параметров обычно осуществляется вручную.

Органы настройки, регулирующие количественные характери­стики движения, т. е. изменяющие скорость, направление, путь и исходную точку, всегда располагают во внешней связи кинематиче­ской группы (в цепи между источником движения и внутренней кинематической связью группы).

Органы настройки, регулирующие качественную характеристику движения, т. е. его траекторию, располагают только во внутренней кинематической связи группы. Причем в простых кинематических группах, имеющих один исполнительный орган и обеспечивающих вращательное или прямолинейное движение, необходимость в органе настройки на траекторию отсутствует. Это связано с тем, что траек­тория движения в таких группах неизменна и обеспечивается харак­тером соединения звеньев исполнительной кинематической пары, одним из которых является сам исполнительный орган.

Сложные кинематические группы всегда имеют органы настройки на траекторию. Таких органов может быть несколько, но не меньше числа внутренних кинематических цепей в группе. Например, если группа имеет две внутренние кинематические цепи, то органов настройки на траекторию должно быть, как минимум, два, т. е. по органу настройки на каждую внутреннюю кинематическую цепь.