ПРАКТИКА # 4 . ТММ. Классы кинематических пар.

Показать описание

Тема занятия: Классы кинематических пар.

Кинематической парой называется подвижное соединение двух звеньев. Кинематические пары классифицируются по различным признакам:

1) по числу связей, накладываемых на относительное движение звеньев, соединенных в кинематическую пару. По этому признаку кинематические пары подразделяются на классы. Приняты следующие обозначения:

W – число степеней свободы;
S – число связей, накладываемых на относительное движение звеньев.

Свободное звено в пространстве имеет шесть степеней свободы. При соединении звеньев некоторые из этих степеней свободы отнимаются («накладываются связи»). Зависимость между числом накладываемых связей и оставшимся числом степеней свободы в относительном движении звеньев очевидна:

W=6–S
или

S=6–W,
таким образом, существует пять классов кинематических пар (если отнять все шесть степеней свободы, то получится неподвижное соединение).

1. Шар относительно плоскости (пример 1) не отрываясь от нее, может совершать вращательные движения вокруг всех трех осей координат, а также двигаться вдоль осей «X» и «Y». При движении вдоль оси «Z» шар оторвется от плоскости, т.е. будет два свободных звена – кинематическая пара перестанет существовать. Таким образом, на относительное движение звеньев накладывается одна связь – это кинематическая пара I класса.

2. Аналогично без нарушения характера контакта нельзя цилиндр переместить вдоль оси «Z» и повернуть вокруг оси «Y» (пример 2) т.е. число связей равно двум – пара II класса.

3. Параллепипед на плоскости ( пример 3) без нарушения характера контакта может двигаться поступательно вдоль осей «X» и «Y», а также вращаться вокруг оси «Z». Невозможно поступательное движение вдоль оси «Z» и вращательные движения вокруг осей «X» и «Y» .Таким образом, число связей равно трем – кинематическая пара III класса.
4 . Цилиндр в цилиндре перемещается и вращается вдоль по оси У, соответственно это 4 класс кинематической пары.

5. Параллелепипед движется и вращается внутри другого параллелепипеда по оси Y.
Это пример 5 класса кинематической пары.

Рекомендую для просмотра видео по этой тематике:

Существует множество других примеров кинематических пар.
Мы рассмотрели только эти виды.

2) по характеру контакта звеньев, соединенных в кинематическую пару. По этому признаку кинематические пары подразделяются на высшие и низшие. Высшие пары имеют точечный или линейный контакт звеньев, составляющих данную кинематическую пару.

В низшей паре звенья контактируют друг с другом по какой-либо поверхности (в частном случае по плоскости).

3) по траектории движения точек, принадлежащих звеньям, составляющим кинематическую пару. По этому признаку выделяют пространственные и плоские кинематические пары.

В плоской кинематической паре все точки движутся в одной или в параллельных плоскостях, а траектории их движения представляют собой плоские кривые. В пространственных парах точки движутся в различных плоскостях и имеют траектории в виде пространственных кривых.

4) по характеру замыкания звеньев, соединенных в кинематическую пару. Существует два вида кинематических пар, отличающихся друг от друга по этому признаку. Кинематические пары с геометрическим замыканием и кинематические пары с силовым замыканием.

Ссылки на предыдущие практические занятия:

Практическое занятие #1. Структурный анализ кривошипно- ползунного механизма.

Практическое занятие #2. Структурный анализ шарнирного четырёхзвенника.

Практическое занятие #3. Структурный анализ рычажного механизма