Кінематична пара

Кінемати́чна па́ра — рухоме сполучення двох жорстких (твердих) ланок, що накладає обмеження на їх відносний рух умовами накладеної в'язі. Кожна з умов в'язі усуває один ступінь свободи, тобто можливість одного з 6 незалежних відносних рухів у просторі. В прямокутній системі координат можливі 3 поступальних рухи (в напрямку 3-х осей координат) і 3 обертальних (навколо цих осей).

Класифікація кінематичних пар

За числом умов в'язей S у теорії машин і механізмів кінематичні пари поділяються на 5 класів. Число ступенів свободи кінематичної пари W = 6 — S. У кожному класі кінематичні пари поділяються на види за можливими видами відносного руху ланок.

За видом контакту між ланками кінематичні пари поділяються на:

  • вищі (контакт у точці або по лінії);
  • нижчі (контакт по поверхні).
Таблиця класифікації кінематичних пар
Клас Число
в'язей		 Число ступенів
свободи		 I вид II вид III вид
p1
1
5
 число рухів обертальних поступальних
вільних
3
2
зафіксованих
0
1
p2
2
4
 число рухів обертальних поступальних число рухів обертальних поступальних
вільних
3
1
 вільних
2
2
зафіксованих
0
2
 зафіксованих
1
1
p3
3
3
 число рухів обертальних поступальних число рухів обертальних поступальних число рухів обертальних поступальних
вільних
3
0
 вільних
2
1
 вільних
1
2
зафіксованих
0
3
 зафіксованих
1
2
 зафіксованих
2
1
p4
4
2
 число рухів обертальних поступальних число рухів обертальних поступальних
дозволених
2
0
 дозволених
1
1
зафіксованих
1
3
 зафіксованих
2
2
p5
5
1
 число рухів обертальних поступальних число рухів обертальних поступальних число рухів обертальних поступальних
дозволених
1
0
 дозволених
0
1
 дозволених
1
1
зафіксованих
2
3
 зафіксованих
3
2
 зафіксованих
2
2

Приклади реалізації кінематичних пар

Обертальна пара — клас 5, допускає лише відносний обертальний рух ланок навколо осі. Ланки пари стикаються по циліндричній поверхні, отже, це нижча пара, замкнута геометрично. Роль такої кінематичної пари виконує і складніша конструкція - підшипник кочення.

Поступальна пара — клас 5, з геометричним замиканням, нижча, допускає лише прямолінійний поступальний відносний рух ланок.

Циліндрична пара — клас 4, з геометричним замиканням, нижча, допускає незалежний обертальний і поступальний відносний рух ланок.

Сферична пара — клас 3, з геометричним замиканням, нижча, допускає три незалежні відносні обертання ланок навколо осей x, y, z.

Сферична пара з пальцем — клас 4, з геометричним замиканням, нижча, допускає два незалежні відносні обертання ланок навколо осей, що визначаються прорізом і пальцем (доданим до сферичної пари).

Гвинтова пара — клас 5, з геометричним замиканням, нижча, допускає відносний гвинтовий рух ланок з постійним кроком. Кутові і лінійні переміщення ланок гвинтової пари мають однозначну відповідність, внаслідок чого залишається тільки один ступінь свободи.

Плоска пара — клас 3, циліндр-площина — 2 клас і сфера-площина — 1 клас, пари використовують силове замикання, причому перша з них нижча, а дві інші вищі. Ці пари практично не застосовуються в реальних механізмах і описані в цьому огляді для повноти представлення класифікації кінематичних пар.

Зв'язана система кінематичних пар утворює кінематичний ланцюг, на основі якого реалізуються механізми.

  • Обертальна пара
  • Поступальна пара
  • Циліндрична пара
  • Сферична пара
  • Сферична пара з пальцем
  • Гвинтова пара
  • Плоска пара
  • Сфера-площина

Джерела
  1. Кіницький Я. Т. Теорія механізмів і машин:Підручник .-К.: Наукова думка, 2002.- 660 с. — ISBN 966-00-0740-Х
  2. Кореняко О. С. Теорія механізмів і машин:Навчальний посібник/За ред. Афанасьєва М. К.-К.: Вища школа, 1987.- 206 с.
  3. Артоболевский И. И. Теория машин и механизмов. М.: Наука, 1988.
  4. Попов С.В., Бучинський М.Я., Гнітько С.М., Чернявcький А.М. Теорія механізмів технологічних машин: підручник для студентів механічних спеціальностей закладів вищої освіти. Харків: НТМТ, 2019. 268 с.

Дивись також

Механізм
Машина
Кінематичний ланцюг
Принципова кінематична схема

This article is issued from Wikipedia. The text is licensed under Creative Commons - Attribution - Sharealike. Additional terms may apply for the media files.