I основні поняття, визначення, термінологія

1.1 Поняття механізму, види механізмів.

Механізм - система тіл, що призначена для перетворення руху одного або декількох твердих тіл в необхідні рухи інших твердих тіл. Механізми, що входять до складу машин, вельми різноманітні. Одні з них є поєднанням твердих тіл, інші можуть мати в своєму основному складі пружні, гнучкі ланки, гідравлічні, пневматичні, електричні або магнітні пристрої.

Згідно прийнятої конструктивно-функціональної класифікації механізми можна розділити на сім основних видів: важільні, кулачкові, фрикційні, зубчасті, з гнучкими ланками, гідравлічні, пневматичні. Приклади таких механізмів показані на рис.1.1,а,б,в,г і рис.1.2, д,е,ж, відповідно.

В важільних механізмах передача руху і зусилля від двигуна до виконавчого (робочого) органу здійснюється в основному за рахунок ланок, що є сукупністю стрижнів, сполучених між собою рухомими з'єднаннями.

а б

в г

Рис.1.1 Приклади механізмів: а-важільні; б- кулачкові;

в- фрікційні; г-зубчасті

д е

Резервуар Поршень Гальмівна колодка

ж

Рис.1.2 Приклади механізмів: д- з гнучкими ланками; е- гідравлічні;

ж-пневматичні

Перевага кулачкових механізмів полягає в можливості здобуття практично будь-якого закону руху штовхача за рахунок відповідного вибору профілю кулачка. У фрикційних механізмах рух від вхідної ланки до вихідної передається за рахунок сил тертя, що виникають в місцях контакту ланок. До зубчастих механізмів відносяться механізми, до складу яких входять зубчасті передачі. Механізми з гнучкими зв'язками застосовують для передачі руху до робочого органу, який знаходиться на значній відстані від двигуна. Гідравлічний механізм – механізм, в якому перетворення руху від двигуна до робочого органу відбувається за допомогою твердих і рідких тіл. Пневматичний механізм – механізм, в якому перетворення руху від двигуна до робочого органу відбувається за допомогою твердих і газоподібних тіл.

1.2 Складові механізму

Будь-який механізм складається з окремих деталей, вузлів, складальних одиниць і кінематичних пар (рухомих з'єднань). Всі нерухомі деталі механізму утворюють одну жорстку нерухому систему тіл, що зветься нерухомою ланкою або стояком. Кожна рухома деталь або складальна одиниця механізму, що рухається в просторі як одне ціле, називається рухомою ланкою. Рухомі і нерухомі ланки сполучені між собою кінематичними парами так, що забезпечується можливість їх відносного руху (переміщення).

Розглянемо поняття і визначення, що характеризують будову механізмів.

1. Ланка механізму – тверде тіло, що входить до складу механізму, має елементи кінематичних пар і переміщується в просторі як єдине ціле.

2. Кінематична пара – рухоме з'єднання двох дотичних між собою ланок, що допускає їх відносний рух.

3. Елемент кінематичної пари – сукупність поверхонь, ліній і окремих точок однієї ланки, по яких він може стикатися з елементом іншої ланки, утворюючи кінематичну пару.

4. Стояк – ланка, що приймається за нерухому.

5. Вхідна ланка – ланка, якій надається рух, який перетворюється механізмом в необхідний рух іншої (вихідної) ланки. Вхідних ланок може бути декілька.

6. Вихідна ланка – ланка, що здійснює певний рух, для виконання якого призначений механізм. Вихідних ланок може бути декілька.

7. Початкова ланка – ланка, якій приписується одна або декілька узагальнених координат механізму.

8. Узагальнена координата механізму – незалежна координата початкової ланки, що визначає положення всіх останніх ланок механізму відносно стояка. У випадку якщо початкових ланок декілька, то кожна з незалежних між собою координат кожної початкової ланки визначає положення всіх останніх ланок механізму відносно стояка.

9. Число ступенів вільності механізму – число незалежних, можливих узагальнених координат механізму.

10. Кінематичний ланцюг – сукупність ланок, зв'язаних між собою кінематичними парами.

11. Замкнутий контур - сукупність послідовно сполучених ланок, в якому будь-яка з ланок сполучена з двома іншими ланками.

12. Замкнутий кінематичний ланцюг – кінематичний ланцюг, ланки якого утворюють один або декілька замкнутих контурів, кожна ланка якого входить в дві або більше кінематичні пари.

13. Незамкнутий кінематичний ланцюг – кінематичний ланцюг, ланки якого не утворюють замкнутих контурів і в якому є ланки, що входять лише в одну кінематичну пару.

14. Простий кінематичний ланцюг – кінематичний ланцюг, в якого кожна ланка входить не більше ніж в дві кінематичні пари.

15. Складний кінематичний ланцюг – кінематичний ланцюг, в якого є хоч би одна ланка, що входить більш ніж в дві кінематичні пари.

16. Кінематичне з'єднання – незамкнутий кінематичний ланцюг, що конструктивно замінює в механізмі певну кінематичну пару.

З урахуванням пункту 10 поняттю механізм можна дати декілька інше визначення. Механізм - це кінематичний ланцюг, до складу якого входить нерухома ланка (стояк), число ступенів вільності якого дорівнює числу узагальнених координат, що характеризують положення ланцюга відносно стояка.

У таблиці 1.1 показані приклади кінематичних з'єднань і кінематичних пар (КП), які їх замінюють.

Таблиця 1.1. Кінематичні з'єднання і КП, які їх замінюють

Кінематичні з'єднання	КП , що їх замінюють	Кінематичні з'єднання	КП , що їх замінюють