Кінематична схема. Кінематична схема приводу. Кінематичні схеми механізмів

Без кінематичної схеми неможливо уявити жоден вид обладнання. Мова йде як про автомобілі, тракторах, верстатах, так і про більш простих типах механізмів. В цілому кінематика являє собою спеціальний відділ в механіці, який спрямований на вивчення властивостей ланок механізмів. Наука дозволяє провести кінематичний аналіз за допомогою вивчення траєкторій руху ланок, визначення точок, положень і швидкостей елементів. Досягнення кінцевого результату неможливо без обґрунтування поняття "кінематична схема", про що і піде мова в даній статті.

Що таке схема кінематична? Основні поняття

Якщо коротко відповісти на це питання, то кінематична схема - це якийсь малюнок або документ, якщо так можна висловитися, на якому зображені всі механічні ланки із зазначенням розмірів. Дуже часто ланки схеми називають кінематичними парами. Якщо дати визначення науковою мовою, то це сполучені тверді елементи в кількості 2 штук, які завдяки умовам зв'язку обмежують рух один одного.

Наявність розмірів необхідно для проведення кінематичного аналізу, який вивчає основи руху механізмів, їх траєкторії і швидкості. Вирішити задачі кінематики можна як графічно, так і експериментально.

Загалом, про кінематичній схемі ми говоримо тоді, коли аналізуємо тип механізму. Їм називають якусь систему тіл, яка перетворює рух одних для необхідного руху інших. До складу будь-якого механічного елемента входять ланки - кілька твердих частинок, жорстко з'єднаних між собою. Ланка, яка вважають нерухомим, називають стійкою.

Елементом кінематичної пари або ланки називають систему поверхонь і ліній, по якій одна ланка стикається з іншим. Цю точку ще іменують вузлом сполучення.

Області застосування кінематичних схем

Кінематична схема застосовується абсолютно в усіх областях промисловості - машинобудуванні, верстатобудуванні і т. Д. Всі правила виконання регулюються спеціальним документом - так званим ГОСТом.

Правила виконання схем

Існує кілька основних законів складання кінематичних креслень:

• Документ може бути виконаний як на папері, так і на електронному носії. Рекомендується складати конструкторські схеми на одному аркуші з можливістю поділу його на необхідні формати при друку.
• У разі використання складних схем допускається застосування мультимедійних засобів, тобто можна показати рух в динаміці наочним чином.

Кінематичні креслення поділяють на три види: принципові, структурні та функціональні. Правила їх складання також відрізняються один від одного.

Що стосується принципових схем, то на малюнку обов'язково повинні бути нанесені всі види зв'язків між елементами. Документ надають у вигляді розгортки. Принципова кінематична схема, позначення якої розробник вказує на полях, повинна зображуватися в контурі вироби в аксонометріческой проекції. Більш детальні правила по їх складанню можна дізнатися за ГОСТ 2.303 і 2.701.

Головна відмінність структурних схем від принципових полягає в тому, що на перших зображуються функціональні частини виробу і відносини між ними. Як правило, їх представляють у вигляді графічних зображень або аналітичної записи.

Функціональні схеми ілюструють взаємозв'язки між частинами елементів, які зображуються простими геометричними фігурами.

Хто регулює правильність складання схем?

Правила складання прописані в міждержавних документах по стандартизації. За вступ в силу цього документа проголосувала більшість країн світу багато років тому. Періодично в ГОСТ вносяться зміни, це і зрозуміло - науковий прогрес не стоїть на місці, наука розвивається, а разом з нею зазнають змін і регулюючі документи. Крім основного стандарту, правила виконання кінематичних схем прописані в в Єдиній системі конструкторської документації.

Визначення будови механізмів

Як вже було сказано вище, всі механізми складаються з певної кількості кінематичних пар. Вони поділяються на кілька основних:

• по виду місця зв'язку - на нижчі і висшіе;
• за способом замиканія;
• по відносному руху в парі - на поступальні, обертальні, циліндричні і т. д.

Кінематичні схеми механізмів визначають їх структуру. Якщо дати цьому поняттю визначення, то це - сукупність всіх елементів пристрою і відносин між ними. Крім того, щоб визначити будову механізму, потрібно встановити склад входять ланок.

На основі наведених класифікацій виділяють основні види елементів машини, які визначають її будову:

• стійка;
• шатун;
• крівошіп;
• повзун.

Види механізмів

Існує велика кількість різних конструкцій. Найчастіше механізми поділяють на:

• важільні або стержневие;
• фрікціонние;
• кулачковие;
• механізми з гнучкими звеньямі;
• зубчасті та ін.

Серед основних класифікацій механізмів виділяють таку, яка поділяє їх на три групи:

• функціональні (за принципом виконання технологічного процесу) ;
• структурні (за будовою) ;
• структурно-конструктивні (за конструктивними принципам).

Більш докладно про кінематичних схемах буде розказано на прикладі електроприводу.

Що таке привід? Його призначення

Перш ніж говорити про кінематичній схемі приводу, треба знати, що це таке. Привід - спеціальний пристрій, який приводить в дію машини за допомогою двигуна. Іншими словами, механізм починає рух від потоку енергії, яка йде або від двигуна, або від додаткових елементів. Кінематична схема редуктора незамінна при вивченні поняття "привід". Це пристрій являє собою механізм з черв'ячних або зубчастих коліс, який передає обертання від двигуна безпосередньо до валу машини. Його корпус складається з підшипників, валів і зубчастих коліс.

Кінематична схема приводу

У будь-якому приводі всі елементи, пов'язані між собою, мають певний вплив один на одного. Тобто вивчення руху тільки однієї ланки буде недостатньо, важливо враховувати і їх взаємний вплив. Для цього всі сили в конструкції приводять до єдиної точки, як правило, це вал двигуна. Кінематичну схему приводу називають еквівалентній, а параметри - наведеними.

Схеми цього обладнання складаються з таких основних елементів, як:

• електродвігатель;
• відкрита передача;
• редуктор;
• приводний вал машини;
• муфта.

Це класичний склад кінематичної схеми, деякі елементи можуть бути відсутніми.

Кінетична схема інших механізмів

Кінематика - наука, що вивчає різні конструкції, тому для будь-якого типу обладнання схема своя. Розглянемо креслення найбільш часто зустрічається агрегату - верстата. Звичайно, існує цілий ряд інших механізмів, і на вивчення їх схем може піти маса часу. Зображення складних конструкцій більш детально розглядаються вченими, механіками і любителями кінематики.

Верстат - простий приклад механізму, який приводиться в дію завдяки певним силам. Виконавчими органами конструкції є: стіл, супорт, шпиндель та інші деталі. Ланцюги кінематики верстата складаються з різних передач, які розміщені у певній послідовності. Кінематичні схеми передач можуть мати у своєму складі ремінні, зубчасті або черв'ячні механізми. На кресленні всі елементи позначаються спеціальними знаками, які прописані в Гості 3462-61. Кінематична схема верстата обов'язково включає в себе кроки ходових гвинтів, модулі заходу черевиків, число обертів двигунів, потужність і т. Д.

Сучасне обладнання має не тільки механічні передачі, часто застосовують гідравлічні або пневматичні пристрої, і, відповідно, в паспортах верстатів можна зустріти не кінематичні схеми, а комбіновані пневмогидравлические або електричні.

Сучасний світ машин і деталей величезний, існують тисячі різноманітних механізмів і елементів. Проте кожен механічний агрегат має свою кінематичну схему, будь то кран, підвіска автомобіля, металоріжучий верстат або бурова вишка. Кінематичні креслення та конструкторські опису допомагають розібратися зі структурою і складом механізмів, полегшують процес вивчення руху елементів і ланок у ланцюзі. Завдяки таким схемам і науці кінематиці в цілому науково-технічний прогрес не стоїть на місці, з'являються все більш досконалі механізми, верстати та агрегати, які активно входять у наше з вами життя.