Mekanisme kompleks apa pun dalam teknik mesin terdiri dari sekumpulan elemen sederhana. Untuk memahami bagaimana sistem secara keseluruhan berfungsi, perlu untuk menganalisis operasi setiap node. Dan ini, pertama-tama, adalah pemahaman tentang apa itu pasangan kinematik.
Istilah dasar
Jika kita mengambil dua objek (tautan) yang saling bersentuhan, dan pada saat yang sama koneksi tersebut dapat dipindahkan, maka kita memiliki pasangan kinematik (KP). Ciri khasnya adalah batasan tertentu dalam pergerakan tautan.
Benda yang kaku dapat memiliki kemampuan terbatas untuk bergerak, dan kemudian ada yang namanya kondisi sambungan. Hingga lima kondisi komunikasi dihitung, dengan mempertimbangkan interaksi tautan dalam pasangan. Oleh karena itu pembagian menjadi kelas-kelas. Lima di antaranya dibawa keluar untuk pasangan kinematik, masing-masing memiliki tingkat mobilitasnya sendiri. Ada enam derajat mobilitas di dalam kelas. Semua mekanika modern didasarkan pada penggunaan tiga kelas terakhir dari pasangan kinematik.
Setiap badan (tautan) memiliki geometrinya sendiri. Oleh karena itu, elemen-elemen tersebut bersentuhan satu sama lain, bagian-bagian yang sesuai dengan bentuk ini. Ternyata CP hanya bisa melakukan gerakan seperti itu,yang tidak akan bertentangan dengan geometri tautan. Selain itu, untuk membuat gerakan apa pun relatif satu sama lain, satu tautan harus diperbaiki secara permanen, dan yang kedua dalam pasangan terpengaruh.
Setiap titik di link melewati jalan (lintasan) pada saat pergerakan. Lintasan ini dapat berbentuk kurva yang terletak pada bidang. Ketika bidang-bidang kurva dari jalur tautan dalam pasangan sejajar satu sama lain, ini adalah pasangan datar. Jika kurva pergerakan titik-titik tautan terletak di ruang tiga dimensi, pasangan kinematiknya adalah spasial.
Tampilan
Jenis mekanisme berikut ada.
Pasangan tipe putar adalah sistem bergerak tunggal. Tautan yang membentuk pasangan semacam itu hanya mampu melakukan rotasi karakteristik di sekitar batang atau sumbu. Dalam hal ini, kontak elemen dilakukan pada permukaan bentuk silinder. Sistem geometris seperti itu tertutup dan termasuk yang terendah. Mekanisme analog di area pasangan yang lebih tinggi memiliki bantalan bola.
Pasangan interaksi translasi sama dengan yang sebelumnya dalam hal gerak tunggal. Dalam sistem seperti itu, tautan hanya dapat melakukan gerakan translasi dalam garis lurus. Mekanismenya adalah pasangan terendah, tertutup dalam parameter geometris.
Pasangan dari jenis silinder yang berinteraksi. Sistem ini sudah dua bergerak, geometrinya tertutup. Ini adalah yang terendah - tautan dapat berputar dan bergerak bersama ke arah depan.
Pasangan tipe bulatadalah sistem tripartit. Kebebasan pasangan semacam itu memiliki derajat yang memungkinkan tautannya berputar dalam ruang tiga dimensi, yang menggambarkan sumbu koordinat. Ini juga merupakan mekanisme tertutup geometris terendah.
Pasangan tipe bola dengan jari - dua bergerak. Pergerakan (rotasi relatif independen) dari link pada pasangan ini dibatasi oleh pin dan slot. Pasangan orde terendah tertutup secara geometris.
Pasangan tipe sekrup memiliki tingkat kebebasan bergerak tunggal. Mekanisme orde bawah adalah sistem tertutup secara geometris di mana hanya gerakan heliks yang dimungkinkan dengan langkah tertentu. Gerakan dalam arah sudut dan linier sangat unik.
Pasangan tipe datar, silinder-pesawat, bola-pesawat. Dalam mekanisme ini, penutupan paksa digunakan. Menurut kelas, yang pertama milik yang lebih rendah, sisanya - untuk sistem yang lebih tinggi. Dalam praktiknya, pasangan tautan kinematik seperti itu belum digunakan.
Klasifikasi
KP diklasifikasikan sebagai berikut.
Berdasarkan jenis koneksi pada titik kontak
Pasangan orde rendah berhubungan dengan tautan di sepanjang permukaan. Mereka telah menemukan aplikasi luas dalam mekanika, memiliki desain yang lebih sederhana daripada pasangan yang lebih tinggi. Secara struktural, tautan mereka bersentuhan dengan pesawat dan meluncur di sepanjang mereka. Dengan demikian, ada distribusi beban yang seragam di dalam elemen, tetapi gesekan pada titik sambungan tautan, masing-masing, meningkat. Aspek positif dari pasangan orde rendah adalah memungkinkan untuk mentransfer beban besar dari tautan ke tautan.
Kinematik lebih tinggipasangan memiliki link dalam kontak sepanjang kurva atau pada titik-titik. Tujuan utamanya adalah untuk mengurangi tingkat gesekan antara elemen-elemen tautan selama gerakan. Contoh klasik dari pasangan yang lebih tinggi adalah bantalan atau rol. Desain internal elemen-elemen ini tidak memengaruhi pergerakan tautan yang terhubung berpasangan. Untuk menyederhanakan mekanisme, metode digunakan untuk mengganti pasangan kinematik yang lebih tinggi dengan analog yang lebih rendah.
Berdasarkan jenis gerakan relatif yang dibuat oleh tautan pasangan
- Rotasi.
- Progresif.
- Silinder.
- Spherical.
- Sekrup.
- Flat.
Jika hanya ada pasangan dalam mekanisme yang hanya menggunakan empat jenis gerakan pertama, maka itu disebut tuas.
Menurut jenis komunikasi antar tautan
- Karena efek gaya, seperti tekanan pegas, massa tubuh, gas atau cairan terkompresi, gaya inersia.
- Karena desain geometris elemen pasangan.
- Sesuai dengan tingkat mobilitas tautan selama pergerakan.
- Dengan jumlah kondisi koneksi.
Mekanisme reversibel dan ireversibel
Dengan kemungkinan pergerakan tautan dalam sistem relatif terhadap pilihan tautan tetap bersyarat, CP reversibel dan ireversibel dibedakan.
Jika dalam suatu mekanisme setiap elemen dalam keadaan bebas mengulangi gerakan relatif suatu elemen dalam keadaan stasioner bersyarat, maka pasangan kinematik dianggap reversibel (contoh - pasangan bergerak tunggal).
Jika dalam mekanisme setiap elemen dalam keadaan bebas bekerjagerak relatifnya berbeda dari yang lain, maka pasangan seperti itu tidak dapat diubah.
Jenis roda gigi dalam mekanika
Transmisi mekanis dipahami sebagai sistem mekanis yang mengubah kinematika dan energi mesin menjadi bentuk yang dapat diterima untuk digunakan oleh badan kerja mesin agar berfungsi dalam mode tertentu.
Transmisi terjadi:
- Jenis roda gigi. Koneksi semacam itu dibangun di atas elemen silinder dan kerucut. Yang pertama mentransmisikan gerakan dalam satu bidang, yang terakhir pada suatu sudut. Roda gigi dicirikan oleh kekompakan dan kemampuan mentransmisikan daya tinggi. Mereka sangat efisien tetapi menghasilkan kebisingan dan membutuhkan pelumasan.
- Jenis sekrup. Selain sekrup klasik, kategori ini mencakup roda gigi hypoid dan worm. Jenis transmisi mekanis yang terakhir digunakan ketika perlu untuk mendapatkan rasio roda gigi yang besar. Mereka juga dibedakan oleh ketenangan dan kelancaran dalam pengoperasian dan kemampuan untuk mengerem sendiri. Kerugiannya termasuk efisiensi rendah dan keausan tinggi.
- Pada elemen fleksibel. Di sini, gerakan dan energi ditransmisikan dalam bidang yang sama melalui berbagai sabuk dan rantai. Belt drive sederhana dan dapat menempuh jarak jauh.
- Jenis gesekan. Dalam ikatan seperti ini, gaya gesekan diterapkan. Mereka digunakan dalam mekanisme, yang operasinya berlangsung dalam kondisi sulit.
Tipe Bola
Tujuan utama dari ball joint,sehingga tie rod dari steering rack dapat disambungkan melalui tuas dengan swivel rack dari roda tersebut. Desain engsel termasuk tip; kerupuk, pegas, tutup penjepit, pin bola, kapal tangki dibangun di dalamnya. Pegas menekan kerupuk sambungan bola, yang menahan pin dengan permukaan bulat. Desain ini memastikan mekanisme tetap beroperasi bahkan saat dipakai.
Engsel engsel
Engsel atau kanopi adalah mekanisme yang dibangun berdasarkan engsel silinder. Mereka berfungsi untuk membuka dan menutup pintu, jendela, pintu furnitur. Desain engsel mencakup dua kanvas persegi panjang (kartu) di mana lubang pengikat dan batang dibor. Engsel engsel dibuat terutama dari baja dan berbagai paduan.
Kesimpulan
Menariknya, sendi manusia mewakili semua jenis utama pasangan kinematik yang dijelaskan di atas. Oleh karena itu, kebutuhan untuk memahami proses yang terjadi dalam mekanika sangatlah jelas.
