25. Кинематикалық жұптар. Кинематикалық жұптарды байланыс санына және еркіндік дәрежесіне қатысты жіктеу.

Кинематикалық жұп – өзара салыстырмалы қозғалыстағы жанасқан екі звеноның қозғалмалы қосылысы.

Кинематикалық жұптар еркіндік дәрежесінің және байланыс шарттарының санына, сондай - ақ жанасушы звенолардың элементтерінің түрлеріне байланысты бөлінеді (классификацияланады).

Механикалық жүйенің еркіндік дәрежесінің саны (Н) деп жүйенің тәуелсіз орын ауыстырулар санын айтады. Кеңістікте еркін қозғалатын қатты дененің еркіндік дәрежесі алтыға тең: үшеуі қозғалмайтын координаттар осьтерінің бойымен мүмкін орын ауыстыруы, ал үшеуі - осы осьтердің айналасында айналуы.

Кинематикалық жұпқа кіретін звенолар үшін олардың салыстырмалы қозғалысындағы еркіндік дәрежесі әрқашанда алтыдан кем. Себебі кинематикалық жұп звеноларының тұрақты жанасу шарты мүмкін қозғалыстар санын азайтады. В.В.Добровольскийдің ұсынуы бойынша кинематикалық жұптар еркіндік дәрежесінің саны бойынша бір-, екі-, үш-, төрт-, бес қозғалмалы болып бөлінеді.

Өзара кинематикалық жұп жасап байланысқан звенолар жүйесі кинематикалық тізбек деп аталады. Барлық кинематикалық тізбектер жазық және кеңістік кинематикалық тізбектерге бөлінеді. Сонымен қатар кинематикалық тізбектер жай және күрделі, ашық және тұйық болып бөлінеді.

26. Күш анализінің мақсаты. Жазық механизмдердің буындарының инерция жүктері. Кинематикалық тізбектің кинетостатикалық анықтау шарты.

Механизмдердің күш анализі динамиканың бірінші есебіне негізделген – берілген қозғалыс бойынша әсер етуші күштерді анықтау. Механизмнің кинематикалық жұптарында әсер ететін күштерді анықтау - механизмдер динамикасының ең маңызды есептерінің бірі. Тез жүретін машиналардың жұмысы кезінде пайда болатын инерция күштері оның салмақтық сипаттамаларынан ондаған не жүздеген есе артып кетеді. Механизмнің кинематикалық жұптарындағы күштерді инерция күштерін пайдалану арқылы анықтау үшін кинетостатиканың әдістерін (Даламбер принципін) пайдаланамыз.

Механизмнің кинетостатикалық (күш) анализін жүргізу үшін звенолардың өлшемдері мен массаларын, айналмалы звенолардың инеция моменттерін, инерциялық жүктемелерді, звенолардың ауырлық күштерін, кедергі күштерді білу керек. Бастапқы звенолардың қозғалыс заңдары және механизмнің звеноларына әсер ететін сыртқы күштер берілген деп есептеледі. Күш анализінің есептері Даламбер принципінің көмегімен шығарылады. Бұл принцип бойынша, егер механизмнің барлық звеноларына әсер етуші күштерге инерция күштерін қоссақ, оларды тепе-теңдікте тұр деп есептеуге болады. Бұл жағдайда тепе-теңдік теңдеулерін статиканың теңдеулерінен айыру үшін кинетостатика теңдеулері деп атайды.

Күш анализінің есептері:

• Механизмнің кинематикалық жұптарындағы реакция күштерін анықтау;

• Теңгеруші күшті анықтау (теңгеруші момент).

. Әдетте жазық механизмдердің қозғалыс жазықтығына параллель симметрия жазықтығы болады. Онда звеноның инерция күштерінің бас векторы (қысқаша - инерция күші) және инерция күштерінің бас моменті (қысқаша - инерция қос күштерінің моменті)

(1)

(2)

формулалармен анықталады, бұл жерде m - звеноның массасы; - массалар центрі үдеуінің векторы; - звеноның массалар центрінен өтетін қозғалыс жазықтығына перпендикуляр оське қатысты инерция моменті; - звеноның бұрыштық үдеуі.

Жазық қозғалыстың жалпы жағдайында инерция күші мен М_И инерция қос күштерінің моментін инерция күшінен h иініне (1а-сур.) сырғытқан параллель бір күшпен ауыстыруға болады, ол

шартынан анықталады. Бұл жерде массалар центріне қарағандағы күшінің моменті инерция қос күштерінің моментімен бағыттас болуы керек.

Айналмалы қозғалыста бұл күш К теңселу центрі арқылы өтеді (1б-сур.). Массалар центрі мен теңселу центрінің ортасындағы арақашықтық

. (4)

Бұл шама кинематиканың белгілі формуласын пайдаланып және екенін ескере отырып, (3) – формулаға Р_И мен М_И –нің мәндерін қойғанда алынған.

Кинематикалық жұптардағы реакцияларды анықтау есебін шығармас бұрын, қандай кинематикалық тізбектер үшін кинетостатиканың теңдеулері мен кинематикалық жұптардағы реакциялардың белгісіз құраушыларының санының тең болу шарты орындалатынын анықтап алу қажет (кинетостатикалық анықталу шарты). Жалпы түрдегі кеңістік күштер жүйесі әсер етіп тұрған п звено үшін кинетостатиканың 6n теңдеуін құрастыруға болады. Әрбір байланыс қозғала алмайтын бағытына сәйкес реакция беретіндіктен, әрбір кинематикалық жұптағы байланыс саны осы теңдеулерден анықталатын белгісіздер санымен сәйкес келеді. Егер байланыс ось бойымен қозғалуға мүмкіндік бермесе, онда күш түріндегі реакция береді, ал осьті айнала қозғалтпайтын байланыс қос күштер түріндегі реакция береді.

Мысалы, екіқозғалмалы цилиндрлік жұпта бас вектордың екі құраушысы бар (цилиндр осінің бойындағы құраушысы жоқ) және бас моменттің екі құраушысы (цилиндрдің осіне перпендикуляр жазықтықтағы құраушысы) жоқ және т.с.с.

Сонымен, кеңістіктік кинематикалық тізбектің кинетостатикалық анықталу шарты 6n = 5p₅ +4p₄ +3p₃ +2p₂ +p₁ , (6)

түрінде болады, бұл жерде p₅, p₄, p₃, p₂, p₁, - V, IV, III, II және I класты жұптар саны. Бұл шарт еркіндік дәрежесінің саны нольге тең шартымен сәйкес келеді, яғни Ассурдың структуралық топтары кинетостатикалық анықталатын топ болып табылады.

27.Жазық механизмдердің құрылымдық синтезі. Қозғалыстағы барлық нүктелері параллель жазықтықтарда қозғалатын механизм жазық механизм деп аталады. Механизмдердің структуралық синтезі деп оның тіреуішін, қозғалмалы звеноларын, кинематикалық жұптары мен олардың өзара орналасуын көрсететін структуралық схемасын жобалауды айтады. Структуралық схема звенолар мен кинематикалық жұптардың шартты белгіленулері көрсетілген графикті түрде, не ЭЕМ қолдануға болатын аналитикалық жазу түрінде беріле алады. Механизмнің жалпыланған координаталары деп бір - біріне тәуелсіз, тіреуішке қарағанда механизмнің барлық звеноларының орындарын анықтайтын координаталарын айтады.

Жазық қозғалыста қатты дененің орны үш координатамен анықталатындықтан әрі кинематикалық жұптар тек бірқозғалмалы (V класты) және екіқозғалмалы (IV класты) болатындықтан жазық механизм үшін (1) - формула мынадай түрге келеді:

W=3n-2p_5-p_4, (2) Чебышев формуласы.

Тіреуішке қатысты механизмнің еркіндік дәрежесінің саны механизмнің қозғалғыштық дәрежесі деп аталады және W деп белгіленеді. Ол жазық механизмдер үшін Чебышев формуласымен (2), ал кеңістік механизмдер үшін Сомов – Малышев (1) формуласымен анықталады.

, Сомов-

Малышев формуласының жалпы түрі.

28. Кулисалы механизмнің жылдамдықтар және үдеулер жоспары.Кулисалы механизмдер сүргілеу және қашауыш станоктарында, поршеньді сорғыштарда және компрессорларда, гидроөткізгіштерде, т.б. қолданылады. 2-звено кулисаның тасы. Бойымен кулистік тас (2-эвено) орын ауыстыратын ойық звеноны кулиса (3-звено) деп атаймыз. Кулисаның қозғалысы тербелмелі, айналмалы, ілгерілемелі және күрделі болуы мүмкін. Кулиса бағыттаушы болып табылады. Механизмнің жылдамдықтар планы деп берілген уақыттағы бағыты мен шамасы механизм звеноларының әртүрлі нүктелерінің жылдамдықтарына тең векторлық кесінді түрінде бейнеленген сызбаны айтамыз.

Берілген уақыттағы механизм звеноларының әртүрлі нүктелерінің үдеулеріне бағыты мен шамасы тең векторлық кесінді түрінде бейнеленген сызбаны механизмнің үдеулер планы д.а..