Mekanismi , tai lähetin, on yhdistys useista osista ovat liittyneet yhteen fyysiseen yhteyksiä, jotka tekevät niistä täysin tai osittain kiinteä, riippuen siitä, onko vai ei salli suhteelliset liikkeet. Mekaaninen lenkki on kinemaattinen mallia käytetään kuvaamaan tätä suhdetta, huomioon ottaminen on välttämätöntä tutkimuksen mekanismeista . Siinä käytetään matemaattisia esityksiä, jotka eroavat toisistaan sen mukaan, lähestytäänkö sitä kinemaattisen näkökohdan (liikkeiden tutkimus niiden syistä riippumatta) vai mekaanisten toimintojen näkökulman mukaan .
Kinemaattisessa kaaviossa:
- linkkejä edustavat standardoidut symbolit;
- kiinteät aineet esitetään viivoilla, jotka yhdistävät nämä symbolit.
Kaavio on piirretty kahdessa tai kolmessa ulottuvuudessa. Kiinteitä aineita määrittävien symbolien ja viivojen lisäksi on pisteitä, vektoreita ja viivoja.
Sitä käytetään mekanismin liikkeiden tarkastelemiseen ja asetuksen määrittämiseen.
Mekanismien tutkimus perustuu kiintoketjujen kulkuun, joihin säveltämme liikkeet. Analyysivaiheessa käytetään rakennekaaviota ja kinemaattista kaaviota.
Kinemaattinen malli koostuu:
- deformoimattomien kokoonpanojen (osa tai upotettujen osien sarja) kinemaattiset vastaavuusluokat (CEC).
- joukkovelkakirjoista, jotka määrittelevät mahdolliset liikkeet ja estetyt liikkeet, kiinteästä suhteesta toiseen.
Yhteys on kinemaattisen käyttäytymisen malli.
Se on riippumaton aineellisesta toteutuksesta.
Yksi kutsuu vapauden astetta, DDL, yhdeksi riippumattomasta liikkeestä, jonka yhteys sallii.
Linkin kinemaattisessa torsorissa:
- Kukin kinemaattinen parametri, joka ei ole nolla, vastaa dof-arvoa.
- Jokainen nolla kinemaattinen parametri vastaa estoa.
Yhteyttä varten: Vapausasteiden määrä + Liitäntäasteiden lukumäärä = 6.
Tavallista yhteyttä kutsutaan mahdollisen kinemaattisen käyttäytymisen malliksi, joka voidaan nimetä ilman teknisiä viitteitä.
Nämä 12 tavallista liitäntää kuuluvat standardin piiriin: NF EN 23952 / ISO 3952.
Kahden osan välillä on mekaaninen yhteys, jos näiden osien yhden tai useamman vastaavan pinnan välillä on suora kosketus . Tuloksena on joukko yhteyspisteitä ; nämä pisteet voidaan eristää avaruudessa, järjestää yhteiselle viivalle tai jakaa pinnan yli.
Jotta analyysi olisi täydellinen, sen on lisäksi otettava huomioon kosketuksen normaalin suunta jokaisessa pisteessä. Sitten osoitetaan, että yhteyden luonne liittyy kokonaan näiden kosketusnormaalien alueelliseen jakautumiseen.
Yhdistämällä pinnat yksinkertainen muoto, yksi rakentaa luettelo tilanteista, jotka vastaavat peruskoulun yhteyksiä , jolloin perusteet perustamisen malleja laskennan mekaniikka.
Yhteyksien oletetaan olevan kinemaattisesti täydellisiä:
- ilman leikkiä (leikki = kahden pinnan välinen tila, joka antaa pienet amplitudiliikkeet);
- epämuodostumaton kiinteä aine;
- ilman liikkeen amplitudirajaa;
- kahdenvälinen, irtoamista ei ole.
Kosketin on todellinen pinta.
Yleensä linkki mallintaa yhteystietoa. Mutta meillä voi olla sidoksia kiinteiden aineiden välillä, jotka eivät ole kosketuksissa kuten magneettisissa sidoksissa.
Liukuliitäntä mallintaa sylinterimäisen koskettimen (ts. Syntyy translaation avulla. Muistutetaan, että matematiikassa suuntaissärmiö on suorakaiteen muotoinen sylinteri).
Tasoliitäntä mallintaa tasokontaktia.
Kääntöliitäntä mallintaa vallankumouksen.
Liukuva kääntöliitäntä mallintaa sylinterimäisen kierroskontaktin.
Kierukka linkki mallintaa kierukan kosketinta.
Sylinteritasoinen liitäntä mallintaa suoraviivan lineaarisen koskettimen.
Pallomainen liitos mallintaa pallonivelen koskettimen.
Pallomainen sormiliitäntä mallintaa pallon ja pistekoskettimen.
Tasopalloliitäntä mallintaa pistekoskettimen.
Pallo-sylinteriliitäntä mallintaa rengasmaisen lineaarisen koskettimen (ts. Viivan ja renkaan jälkeen).
Liukuliitäntä mallintaa sylinterimäisen koskettimen (ts. Syntyy muuntamalla).
Luistin linkin kautta 5 astetta linkin sallimalla vain translaation liike on linkin suuntaan . Tämän linkin määrittelyssä on määritettävä tämä suunta.
Tämän yhteyden saavuttamiseksi on mahdollista käyttää useita tapoja:
Voimme tarkastella tämän yhteyden kahdenvälisyyttä teknisemmällä tasolla. Esimerkiksi laatikot on rintakehän ja laatikot ohjataan kahdenkeskisesti, kun taas rautatien tarjoaa yksipuolinen yhteyden pystysuunnassa.
Se on yhteys tarjotaan käyttöön lähetyksen , jonka uritettu akseli , että mallinnus ohjaamista pasuuna dia tai mäntä on trumpetti .
Toisin kuin kääntöliitännän kiertoliike, mahdollisen translaation amplitudia rajoittavat osien mitat. Kun laatikko on kokonaan ulkona, yhteyttä ei enää ole! Matemaattisessa mallinnuksessa ei oteta huomioon ohjauksen rajoja.
Ilmeisin ratkaisu, mutta silti hyperstaattinen.
Pasuunan liukukappale on kytketty instrumentin runkoon dian avulla, joka yhdistää kaksi liukuvaa kääntyvää akselia rinnakkaisiin akseleihin (hyperstaattinen ratkaisu).
Dovetail-liitos kahdenvälistä yhteyttä varten.
5 täsmällistä = dia
Ohjaus dia X |
Liitännät: Ty = 0 Tz = 0 Rx = 0 Ry = 0 Rz = 0 |
Vapaudet: Tx |
---|
Kun kaksi kiinteää ainetta on liukuliitännässä, on vähintään kaksi tiukasti yhdensuuntaista suoraa viivaa, jotka ovat yhteisiä molemmille kiinteille aineille, joiden suunta määrittää yhteyden ainoan geometrisen ominaisuuden.
Tälle linkille osoitetaan vahingossa akseli. Jos on totta, että ratkaisuihin sen saavuttamiseksi sisältyy usein symmetriatasoja tai -akseleita , sen geometrinen määritelmä ei tarvitse niitä.
Näkökohdat kiilaamalla mukaan bracing osoittavat, että järjestely kuorman suhteessa kosketuspintoihin voi suosia ilmiö.
Tasoliitäntä mallintaa tasokontaktia.
Tasotukiliitännällä, jota kutsutaan myös tasoyhteydeksi, on 3 liitäntäastetta. Ne pakottavat liikkeen pysymään tasossa. Kaksi käännöstä ja pyöritys tällä tasolla ovat vapaat.
Tämä yhteys saadaan luonnollisesti painamalla kahta tasaista pintaa toisiinsa. Yleisemmin riittää, että kahden kiinteän aineen välinen kosketus tapahtuu vähintään kolmessa kohdistamattomassa pisteessä ja samansuuntaisissa normaaaleissa. Se muodostaa perustan niin kutsutuille prisma-yhteyksille. Normaalien yhteinen suunta peruskoskettimille antaa yhteyden pääsuunnan .
Tasaisen lattian jakkaran kolmen jalan tuki muodostaa tasaisen yhteyden. Tuolin neljäs jalka koskettaa maata vain, jos jalkojen päät ovat täydellisesti tasaiset; järjestelmä on silloin hyperstatinen, linkit ylittävät ohjaustarvetta.
Kaksi tasaista kasvoa tukena.
Esimerkkejä suunnitelman tuista
Kolmijalkainen jakkara ei ole koskaan heiluttava: isostaattinen ratkaisu.
3 täsmällistä = tasainen tuki
Z normaali tasotuki |
ei standardoitu |
Linkit: Tz = 0 Rx = 0 Ry = 0 |
Vapaudet: Tx, Ty Rz |
---|
Kosketuspisteet eivät välttämättä ole samassa tasossa. Jos esimerkiksi lyhennät tuolin jalkaa, voit sijoittaa sen portaikkoihin siten, että lyhyempi jalka lepää ylemmässä portaassa. Normaalit rinnan, kokoonpano muodostaa aina tasoyhteyden.
Kun kaksi kiinteää ainetta on tasotukessa, on ainakin yksi yhden tasoista osuma toisen tason kanssa.
Kääntöliitäntä mallintaa vallankumouksen.
Kääntöliitäntä on yleisin mekaanisissa järjestelmissä. Se ohjaa pyörivää osaa sallimalla kiertämisen vain liitoksen akselin ympäri.
Tämän yhteyden määrittelyssä on määriteltävä sen akselin sijainti , toisin sanoen suora viiva kuin liukuva kääntö. Itse asiassa oven saranoiden sijainti riippuu avaamisen suunnasta; samoin auton takaluukkua ohjaa ylhäältä sijoitettu vaakasuora ohjaustappi. Jos hän olisi alhaalla, olisi rehuportti. Pelkkä suunta on siis riittämätön.
Yleisin suoritusmuodot perustuvat lisäksi sylinterimäisen kontaktin aksiaalivasteen: se on usein kohtisuorassa tasossa akseliin ( liukunivelen + tasossa tuki : hyperstaattinen liuos); tässä tapauksessa nivelet erotetaan hallitsevalla sylinterillä (pyörän liitos tapauslaakerilla kuin kottikärryssä ) tai hallitsevalla tasolla (kotelon tapaus). Ihanteellinen on liukuvan nivelen yhdistäminen pistelinkkiin.
Tämä yhteys voidaan saada myös yhdistämällä rengasmainen lineaarinen liitos ja pallonivel; kaavio, joka löytyy tietyistä ohjaimista kuulalaakereilla, joissa on laakerin pysäytys.
Kääntöliitäntöjen tapauksessa, erityisesti aksiaalisen siirron lukituksen suhteen, erotetaan yksipuoliset yhteydet kahdenvälisistä yhteyksistä sen mukaan, poistetaanko tämä vapausaste yhdessä vai kahdessa suunnassa. Jos yksipuolinen ratkaisu riittää ovelle, on välttämätöntä pitää ajoneuvon pyörää molempiin suuntiin. Tämä lähestymistapa on tietysti tekninen eikä koske tätä aihetta.
Kääntöliitäntä sylinterin ja radiaalitason mukaan (hyperstaattinen ja yksipuolinen ratkaisu)
Kahdenväliset rakentavat ratkaisut soittimen avainten sitomiseen
Pedaali on kytketty kampikammioonsa laakereilla kääntöliitännän jälkeen
5 pistettä = kääntö
Akselin kääntö (A, Z) |
Liitännät: Tx = 0 Ty = 0 Tz = 0 Rx = 0 Ry = 0 |
Vapaudet: Rz |
---|
Kääntöliitäntä on kuitenkin mahdollista saada yksinkertaisella koskettimella, kahdella toisiaan täydentävällä kartiolla tai kahdella kierrospinnalla, joiden poikkileikkaus on pienempi. Tämän yhteyden katsotaan kuitenkin muodostuneen, koska tässä tarkastellut pinnat eivät ole triviaalia.
Kun kaksi kiinteää ainetta on kääntöliitännässä, kutakin vastaavasti kiinteää kohtaa on vähintään 2 kiinteää pistettä. Näiden pisteiden läpi kulkeva viiva muodostaa yhteyden akselin.
Liukuva kääntöliitäntä mallintaa sylinterimäisen kierroskontaktin.
Se saadaan, kun kaikki kosketuspisteet kuuluvat yhteen tai useampaan koaksiaaliseen sylinteriin. Kosketinnormaalit kohtaavat kaikki näiden sylinterien akselin, josta luonnollisesti tulee yhteyden akseli. Tämä on ainoa ominaisuus.
Siirtäjät ja 2CV ja 4L on kytketty kojelautaan liukunivelen.
Tämä linkki käyttäytyy kuin kaksi rengasmaista lineaarista linkkiä. Sillä on 4 liitäntätasoa, koska se yhdistää kaksi käännöstä ja kaksi poikittaista kiertoa. Vapausasteet ovat käännös ja aksiaalinen kiertyminen.
Jos pyörimisellä voi olla helposti ääretön amplitudi (ainakin yksi kierros), käännös rajoittuu osien mittoihin. Havaitulla toiminta-alueella mallinnus kuitenkin säilyy.
Tämän linkin täydellisessä määritelmässä on määritettävä akselin sijainti . Suora viiva on täydellinen vain, jos määritetään 2 siihen kuuluvaa pistettä tai piste ja suunta. Tämä suunta on myös ainoa, joka erottuu.
Ratkaisu liukuvaan kääntöön.
Linjat luvut on jalkapalloa liittyvät taulukon liukunivelen.
4 täsmällistä = liukuva nivel
Akselin liukuva kääntö (A, x) |
Liitännät: Ty = 0 Tz = 0 Ry = 0 Rz = 0 |
Vapaudet: Tx Rx |
---|
Toisin kuin rengasmainen lineaarinen, tämä yhteys vaatii pitkän keskityksen . Tekninen ero näiden kahden välillä tehdään säteen ja jännevälin (sylinterimäisen kokoonpanon) välisessä suhteessa:
Tämä yhteys on hyvin yleinen mekanismeissa, joissa se joskus sekoitetaan dian kanssa . Sen saavuttaminen on kuitenkin vähemmän rajoittavaa. Voimme mainita esimerkkinä männän ja vaipan välisen yhteyden ja edelleen polttomoottorissa männän ja kiertokangen välisen yhteyden (vaikka tässäkin voidaan uskoa kääntöliitäntään ). Molemmissa tapauksissa vähemmän rajoitetun liitoksen valinta mahdollistaa osien luonnollisen sijoittamisen.
Kierukka linkki mallintaa kierukkakosketinta.
Rihlatun akselin liukuminen mallinnetaan liukukytkennällä. Jos kierrämme urat akselin ympäri, sen mutterissa on ruuvi . Tätä kutsutaan kierteiseksi yhteydeksi.
Tätä yhteyttä luonnehtii yhdistetyn liikkeen olemassaolo : kierto tapahtuu samanaikaisesti käännöksen kanssa suhteessa, jota kutsutaan ruuviksi , kierteeksi tai kierteeksi. Siksi se on yksi ja sama vapauden aste .
Liitännässä on siis 5 liitäntätasoa, mukaan lukien 2 käännöstä ja 2 poikittaista kiertoa. Toinen johtuu aksiaalisen translaation ja pyörimisen kytkemisestä tyypin x = u · θx spiraalisella suhteella. Linkin äänenvoimakkuus p = 2π · u osoittaa yhdellä kierroksella peitetyn pituuden (2π radiaania ).
Tämän yhteyden määrittelyssä on määriteltävä sen akselin sijainti , kierteen suunta ja nousun arvo .
Tämän yhteyden huomioon ottaminen on välttämätöntä tutkittaessa ruuvimutterilaitteita, joiden tarkoituksena on muuntaa kiertoliike siirtymäliikkeeksi. Toisaalta tutkimus kokoonpanon mukaan pulteilla tai ruuveilla ei vaadi tätä modelization. On palloruuveja (jotka liittyvät niiden mutteriin), jotka on tarkoitettu liikkeen siirtoon ja jotka tarjoavat erinomaisen suorituskyvyn.
Potkurin suunta , usein oikealle, voidaan kääntää. Tässä ehdotettu vanha kaavio (edelleen voimassa) sallii (toisin kuin uusi) erottaa nämä kaksi tapausta.
Yksi ruuvi ja useita muttereita
Mutteri ja palloruuvi ovat kierukkamaisia laakeria vastaavia.
5 pistettä = kierteinen
Osien liittäminen ruuvilla ja mutterilla.
Kierukka akselin (A, X) ja sävelkorkeuden kanssa p |
Linkit: x = u θx Ty = 0 Tz = 0 Ry = 0 Rz = 0 |
Vapaudet: |
---|
Sylinteritasoinen liitäntä mallintaa suoraviivan lineaarisen koskettimen.
Tämä yhteys saavutetaan, kun se esittää joukon kohdistettuja kontaktipisteitä, joiden normaalit ovat kaikki samalla tasolla. Ihannetapauksessa se on kahden täsmällisen yhdistys.
Siinä on kaksi kytkentäastetta: tangenttitasoon nähden kohtisuorassa oleva siirto (ts. Normien suunnan mukaan) ja mahdollinen akselin kiertyminen kohtisuorassa kosketusnormaalien tasoon nähden.
Tämä yhteys on yksinkertaisuudestaan huolimatta epäilemättä kaikkein kolmiulotteisin, sen käyttäytyminen on erilaista avaruuden kolmessa suunnassa. Sen täydellisessä määritelmässä on siis määriteltävä taso, joka sisältää kosketuspisteiden linjan suunnan ja yhteisen kosketusnormien kanssa .
Samoin kuin tietylle koskettimelle, kosketus linjaa pitkin (nollapaksuus) on epätodennäköistä. Paineen alla on muodonmuutoksia. Voimme omaksua kapean suorakulmaisen pinnan kosketuslinjaan: Tela sen tuella tai levy, joka on asetettu reunoille, ovat suoraviivaisen lineaarisen yhteyden tapauksia.
Myös tässä tapauksessa tämä johtaa yleensä todelliseen yksipuoliseen yhteyteen. Säädetty ja liukuva tappi pitkänomaisessa urassa muodostaa kuitenkin kahdenvälisen ratkaisun. Nämä kaksi kosketuslinjaa ovat yhdensuuntaiset ja tasossa, joka sisältää myös kaikki kosketusnormit.
Suoraviivainen lineaarinen liitos sylinterillä, joka on asetettu tasolle
2 täsmällistä = suoraviivainen
Pyörävaihteessa kahden pyörän välinen yhteys voidaan mallintaa suoralla viivalla, jos hammaspyörien paksuus ei ole vähäinen.
Kahdenvälinen ratkaisu.
Lineaarinen suoraviivainen akselin (A, x) ja normaalin Z kanssa |
Liitännät: Tz = Z Ry = M |
Vapaudet: Tx, Ty Rx, Rz |
---|
Kun kaksi osaa on yhdistetty suoraviivaisesti, yhdestä osasta on kaksi kiinteää kohtaa, jotka yhtyvät toisen kiinteän pinnan kanssa.
Pallomainen liitos mallintaa pallon ja pistekoskettimen.
Pallomaisessa sormisidoksessa on 4 asteista kytkentää. Se yhdistää 3 käännöstä ja kierron, jolloin muut 2 kierrosta jäävät vapaaksi.
Kuten nimestäkin voi päätellä, se on sormella oleva polvilumpio, joka estää pyörimisen. Se näkyy tässä muodossa vain ohjeena, kuten vaihdelaatikon tai videopelien ohjaussauvan ohjausvivut , joissa pyöriminen kahvan akselin ympäri on estetty.
Se löytyy yleisimmin - jossa on väliosa - nivelestä . Sitten se muodostaa mekaanisen voimansiirron teknisen komponentin .
Tämän kytkennän määrittelyssä on määriteltävä sen keskipiste , kuten pallonivelen kohdalla, ja kielletyn pyörimissuunnan suunta , joka voi muuttua mekanismin käytön aikana.
Suhteelliset liikkeet sormen polvessa
On kardaaninivel , rajat (vihreä) asettaa kaksi akselia (punaisella) tilanteessa vastaa suoran yhteyden nivelen sormella.
Peliohjaimen kahva on liitetty pohjaan sormikuulalla.
4 täsmällistä = sormen patella
Keskellä olevien A- ja Z- sormien pallonivelet tukossa |
ei edustusta | Liitännät: Tx = 0 Ty = 0 Tz = 0 Rz = 0 |
Vapaudet: Rx, Ry |
---|
Pallomainen liitos mallintaa pallonivelen koskettimen.
Pallonivel tunnistaa helposti sen vapausasteista: se yhdistää kaksi osaa käännöksessä täysin, mutta jättää ne vapaasti pyörimään. Se käsittää siis 3 liitäntätasoa (3 käännöstä) ja 3 vapausastetta (3 kierrosta).
Tämän yhteyden keskipisteen muodostaa ei-tasosuuntaisten pisteiden yhdistys, joiden normit yhtyvät samassa pisteessä. Yksinkertaisin tapaus on kahden mies- ja naispallon tapaus. Tämän linkin määrittelyssä on määritettävä sen keskipisteen sijainti . Mikään suunta ei ole etuoikeutettu käyttäytymisen kannalta.
Käytännössä mekaanisten ankkureiden läsnäolo rajoittaa ainakin yhtä pyörimissuuntaa.
Löydämme tämän linkin joukkueita on asuntovaunun jotka tarjoavat irrottamista rulla , piki ja viipottaa . Tässä nimenomaisessa tapauksessa kaksi ensimmäistä kierrosta on rajoitettu kytkennällä; kolmas on perävaunun este hinausajoneuvossa.
Ne löytyvät kiertokankien päästä, jotta ne saisivat suuret kulmaukset tai tangot suojaamaan niitä taipumiselta tai vääntökuormilta . Valmistajat tarjoavat vakioelementtejä, jotka on helppo sijoittaa.
Jotkut yksiriviset syväuraiset kuulalaakerit muodostavat myös pallonivelen. Siksi kääntökytkennän tekemiseen tarvitaan aina kaksi laakeria .
Pallomainen yhteys
Kartio / pallo-yhdistys. Yhteyspistejoukko on ympyrä, mutta normaalit eivät ole samantasoisia .
3 täsmällistä = polvilumpio
Asuntovaunun tai kevyen perävaunun vetokoukku voidaan mallintaa pallonivelellä.
Itsesuuntautuva kaksirivinen kuulalaakeri, pallomainen ulkokehässä
Tangonpää kääntöpäällä
Kaavio pallopäästä
Keskipallonivel A |
Liitännät: Tx = 0 Ty = 0 Tz = 0 |
Vapaudet: Rx, Ry, Rz |
---|
Kaavioesityksiä on vain yksi, koska mitään suuntaa ei eroteta.
Kun kaksi osaa on liitetty kuulaliitoksella, yhden osan kiinteä piste on sama kuin toisen kiinteä piste. Tämä piste on linkin keskipiste.
Polvi liitos ei ole kunnolla puhuvat polvilumpio.
Pallosylinteriliitäntä mallintaa rengasmaisen lineaarisen koskettimen.
Rengasmainen lineaarinen yhteys saadaan, kun kosketin jaetaan samantasoisten pisteiden joukon mukaan ja joiden kosketusnormit lähestyvät toisiaan. Tämä sarja on ympyrä, jos meillä on pallo halkaisijaltaan sylinterissä. Sitten kontaktinormaalit kohtaavat pallon keskellä, joka sulautuu kosketuspisteiden ympyrään.
Tämä yhteys on vastakkainen kahdelle poikittaiselle translaatiolle (säteittäinen esimerkin sylinterin suhteen). Kaikki muut liikkeet ovat vapaita. Tämän linkin täydellisessä määritelmässä on määriteltävä keskipisteen sijainti ja tämän keskuksen seuraaman viivan suunta . Joissakin tapauksissa tämä suunta voi vaihdella, kuten alla olevassa esimerkissä, jossa palloa sisältävä kouru muuttaa suuntaa. Siksi on tärkeää harkita paikallista vertailuarvoa.
Yksi saa ekvivalentin saamalla kaksi pistettä konvergoivien normaalien kanssa, esimerkiksi sama pallo kosketuksissa kahdella kiinteällä ja toissijaisella tasolla.
Käytännössä peli on välttämätön kahden osan kokoamiseksi. Esitetyssä tapauksessa, jossa tanko ylittää levyn, tämä välys sallii merkittävän liikkeen, joten ei tarjoa vastusta näihin suuntiin: mallinnus rengasmaisen liitoksen avulla on sallittua. Sitten puhumme lyhyestä keskittämisestä . Tämä malli hyväksytään, kun kokoonpanon pituus (yhteinen sylinterimäinen osa) on hyvin pieni verrattuna säädettyyn halkaisijaan. Tämä on kokoonpano, joka saavutetaan pannun kannen asennuksen alussa, kun se on keskitetty pannun sisäreunaan ja se voi edelleen pyöriä kaikkiin suuntiin.
Pallo sylinterissä (ei suoraviivainen): tämä esimerkki oikeuttaa joskus tähän tapaukseen liittyvän nimikourun .
Asennus siten , että halkaisijan 40 sauva kulkee 2 mm: n arkin läpi 1 mm: n välyksellä .
2 täsmällistä = rengasmainen
Rengasmainen lineaarinen keskipisteen A ja suunnan Z kanssa |
Linkit: Ty = 0 Tx = 0 |
Vapaudet: Tz Rx, Ry, Rz |
---|
Kun kaksi osaa on liitetty toisiinsa, yksi osista on kiinteä piste, joka on sama kuin toisen kiinteä käyrä. Tätä yhteyttä kutsutaan myös seuraavasti: käyrän piste.
Pallo / tasoyhteys mallintaa pistekoskettimen.
Esteenä tämä kosketus estää kahden rungon yhdistämisen ja sallii voiman siirtymisen normaalissa suunnassa (kohtisuorassa) kosketustasolle, joka on yhteinen kosketuksessa oleville kahdelle pinnalle. Määritämme siten sen ainoan yhteysasteen.
Voimme edustaa kaikkia muita standardoituja linkkejä vain pistelinkin avulla (sillä on logiikassa "NAND" - ja "NOR" -portteihin verrattava rooli).
Käännös kohtisuorassa tangenttiin nähden kosketin rajoitettu. Liukuminen tangenttitasossa ja pyörimiset ovat vapaita. Siksi kosketusnormaali muodostaa yhteyden pääakselin. Määritelmä erityinen yhteys on täsmennettävä lokalisoinnin pisteen kosketuksen ja suunnan sen normaali .
Todellisuudessa linkki ei ole koskaan tiukasti kertaluonteinen. Paine kosketuskohdassa olisi todellakin ääretön, mikä johtaisi kiintoaineiden muodonmuutoksiin ja kosketusvyöhykkeen laajenemiseen. Mutta niin kauan kuin tämä pinta on hyvin pieni kohteen mitoihin verrattuna, on järkevää ajatella, että yhteys on piste ( makroskooppisesta näkökulmasta ). Siten tukea on tuolin jalan voidaan mallintaa piste linkki.
Pisteen teoreettinen tapaus yhdistämällä pallo ja taso
Toinen yksinkertainen tapaus täsmällisyydestä
Kahdenvälinen ratkaisu
1 täsmällinen = täsmällinen
Kahden ensimmäisen ehdotetun esimerkin mukaan yhteyden sanotaan olevan yksipuolinen: todellakin, jos tällainen kontakti kieltää ruumiiden kokoamisen, se ei vastusta niiden erottamista. Sidoksen matemaattinen mallinnus ottaa yleensä huomioon kaksipuolisen käyttäytymisen. Jos tämä ominaisuus on välttämätön todelliselle mekanismille, se voidaan saada vain yhdistämällä toinen sama normaalipiste, mutta päinvastainen piste (esimerkiksi pallo, joka on kahden keskenään riippuvan ja diametraalisesti vastakkaisen tason välissä). Tämä ominaisuus on joskus tärkeämpi muissa linkeissä, kuten liukukannattimen tai liukuvan kääntöosan tuki.
Keskipisteen A ja normaalin Z piste |
ei standardoitu |
Linkit: Tz = 0 |
Vapaudet: Tx, Ty Rx, Ry, Rz |
---|
Se on kaikkien muiden muodostava yhteys, koska yhteys voidaan aina kuvata useilla pisteyhteyksillä, olipa kyseessä erillinen vai jatkuva pistejoukko. Heti kun kosketuspisteiden yhdistyksellä on samat geometriset piirteet, se muodostaa yhden ja saman mekaanisen yhteyden.
Kun kaksi osaa on liitetty toisiinsa pisteellä, yhdestä osasta on kiinteä piste, joka on sama kuin toisen kiinteä pinta. Se ei välttämättä ole kosketuspiste tai kosketuksessa olevat pinnat. Pallon ollessa kosketuksissa sylinterin kanssa tämä piste on pallon keskipiste ja pinta koaksiaalinen sylinteri, jonka säde on yhtä suuri kuin kahden kosketuspinnan säteiden summa.
Tämä koskee kahta täysin toisistaan riippuvaa osaa. Tätä yhteyttä kutsutaan joskus upottamiseksi . Teoriassa se ei esitä mitään erityistä suuntaa. Kinemaattisesti sillä ei ole merkitystä, koska osat ovat ilman mahdollista suhteellista liikettä. Teknologisella tasolla se aiheuttaa kuitenkin todellisia ongelmia.
Sen tunnistaminen on kuitenkin olennaista mekanismien kinemaattisessa mallinnuksessa, koska se sallii "ekvivalenssiluokkien" määrittelyn.
Tällä sidonnalla ei ole määriteltyä esitystä. Kaavion kahden rivin yhdistäminen riittää sen tunnistamiseksi. Jos on epävarma, se voi edustaa kiinteä kulma-alan (symboli identtinen pienahitsi on tekninen piirustus ).
Toisaalta joissakin teknisissä kaavioissa (ei standardoitu) on esityksiä, joiden ensisijaisena tarkoituksena on osoittaa erillisten osien olemassaolo (ensimmäinen suunnittelulähestymistapa). Tällöin sen kokoa voi motivoida erilainen käyttäytyminen kyseisten ohjeiden mukaan.
Sen toteutus voi perustua kääntöliitännän täydennykseen pisteliitännällä (aksiaalinen pysäytys) ( akselin ja navan välinen yhteys ) tai tasaiselle tuelle plus lyhyelle keskittämiselle (kansien tapaus).
Niitattu kokoonpano
Pulttikokoonpano
6 täsmällistä = upottaminen
Kosketuksen puuttuminen ei rajoita mitään liikkumista kahden osan välillä. Jos kinemaattisella tasolla sen huomiointi ei ole kiinnostavaa, mekanismin tutkimuksessa implisiittisesti otetaan huomioon osoittaen, että kahden annetun osan välillä mikään muu ei häiritse muiden yhteyksien joukon asettamaa käyttäytymistä. Laskentaohjelmisto pystyy tarkastelemaan nollakytkentäkappaleen i / pala j, joka ei tuota tuntematonta eikä yhtälöä, mutta varmistaa, että yhdistelmää i / j ei ole unohdettu. Se on linkki, kuten lentokoneen linkki lennossa suhteessa maahan.
Yksinkertainen mekaaninen liitäntä on yhteys, joka saadaan kosketuksesta osan yksittäisen yksittäisen pinnan ja toisen osan välillä. Rajoittamalla itsemme lentokoneiden, sylintereiden ja pallojen tapaukseen saamme kaikki alla olevat tapaukset.
Yhdistettyjä sidoksia voidaan saada vain yhdistämällä useita pintoja. Tämän seurauksena on mahdollista mallintaa ne kokoamalla yksinkertaisia linkkejä. Suunnittelija käyttää tätä käsitettä usein määritellessään yhteisen osan.
Voisimme siis pysähtyä siihen, luetteloon alkeisliitännöistä, mutta tämä ei ole perusteltua, koska kääntö-, liukumäki- ja kierukkakierteet ovat epäilemättä järjestelmissä eniten käytettyjä yhteyksiä ja ovat siten osa ensisijaisia mekaanisia perusliitäntöjä .
Matemaattiset työkalut, joita voidaan käyttää mekaanisten ongelmien ratkaisemiseen, vastaavat kutakin yllä kuvattua tapausta. Tutkimuksia on pääasiassa kahta tyyppiä:
Molemmissa tapauksissa mahdollinen matemaattinen virallistaminen on vääntö . Tätä työkalua käytetään kiinteässä mekaniikkaohjelmistossa.
Liitosten on tarkoitus olla täydellisiä , ilman leikkiä tai kitkaa , pysyviä (toisin sanoen kahdenvälisiä ja ilman geometrisiä rajoituksia).
Kahden liitetyn osan i ja j välinen sallittu suhteellinen liike on esitetty vääntimellä, jonka pelkistyselementit voidaan ilmaista pisteessä A ja paikallisessa alustassa (x, y, z) , jotka on valittu yhteyden keskitettyjen viitteiden mukaan harkittu:
Määritetyssä yhteydessä kukin poistettu vapausaste kumoaa torsorin alennusosien komponenttien matriisin osan. Nollan ulkopuoliset termit ovat riippumattomia ja edustavat kinemaattisesti hyväksyttäviä liikkeitä yhteydessä.
Mekanismin kokonaistutkimus edellyttää sitten mahdollisesti vertailumerkin vaihtamista laskelmien etenemistä varten. Muoto on torsor käy läpi muutoksen ja ei enää salli yhteyden tunnustetaan. Uuden näkökulmansa suhteen komponentit eivät enää ole riippumattomia.
Ja alla olevassa lomakkeessa on pätevyys paikallisessa tukikohdassa ja sopivasti valitussa paikassa.
Tarttuvien mekaanisia välisessä yhteydessä kahden osan i ja j voidaan mallintaa staattinen torsor yhteyden, jonka vähentyminen elementit ( saatu voima ja momentti ), voidaan ilmaista pisteen A ja paikallinen perusta (x, y, z ) valitun linkin keskitettyjen viitteiden mukaan.
Seuraavaa merkintää käytetään myös usein i: n yli j : n välittyvän toiminnan kirjoittamiseen :
Kun yhteys poistaa jonkin verran vapautta, se sallii voiman siirtämisen tähän suuntaan. Toisaalta, jos suhteellinen liike on mahdollinen, voimansiirtoa ei voi tapahtua. Vääntöelementin vastaava komponentti on nolla. Nollasta poikkeavat ehdot ovat riippumattomia ja edustavat yhteyden välittämiä voimia.
Kinemaattisen torsorin osalta mekanismin globaali tutkimus vaatii mahdollisesti muutoksen vertailussa. Muoto on torsor voidaan sitten muuttaa.
Alla olevassa taulukossa esitetään vääntöelementtien pelkistyselementtien komponentit tietyssä pisteessä M tutkitusta tapauksesta riippuen (valitaan kosketusnormien erityispiirteiden mukaan).
Kiinnitetään huomiota kinemaattisen vääntimen tapaukseen , jossa vektorin pyörimisnopeus sijaitsee vasemmalla puolella; todellakin se muodostaa kinemaattisen vääntimen (pyörimisen ollessa sama kaikissa osan pisteissä) tuloksen ja nopeuden hetken (eri pisteissä).
Huomioitavan linkin tuntemus eliminoi tietyt tuntemattomat, joiden arvo on nolla. Muille mekaniikan laeista johtuvien lauseiden soveltaminen ja yhtälöiden tarjoaminen asettaa lopullisen arvon.
Vastaava linkki vastaa linkkiä, joka mallintaa samaa käyttäytymistä kuin sarja- tai rinnakkaislinkkien yhdistys, jonka se korvaa.
Sarjaliitännät:
- vastaavalla linkillä voidaan saavuttaa sen muodostavien linkkien liikkeiden summa (1).
- vastaava linkki voi välittää voiman vain, jos kaikki sen muodostavat linkit pystyvät.
Sarjalinkkien välinen vastaava linkki on kinemaattisten vääntöjen summa. Voidaan myös verrata mekaanisten toimintojen vääntöjä.
Rinnakkaislinkit:
- vastaava linkki voi suorittaa liikkeen vain, jos kaikki sen muodostavat linkit pystyvät.
- vastaava yhteys voi välittää sen muodostavien yhteyksien siirtovoimien summan.
Rinnakkaisliitäntöjen välinen vastaava yhteys on mekaanisten vaikutusten vääntöjen summa. Voidaan myös verrata kinemaattisia vääntöjä.
Anglosaksit mallitsevat mekaanisia linkkejä eri tavalla. Ne erottavat "alemmat" sidokset (alemmat pariliitokset) , joiden koskettimet ovat pinta, ja "korkeammat" siteet (korkeammat pariliitokset) , joiden koskettimet ovat piste tai viiva:
Pallomaisen sormenivelen (yleisnivel) katsotaan olevan yhdistetty liitos (yhdistetty liitos) . Sidoksen puuttumista kutsutaan "kuuden vapausasteen sidokseksi" (6-DOF kiinnitetty) ; upottamista kutsutaan " jäykäksi liitokseksi" . Vierintäliitäntöjä (lineaarinen suoraviivainen ja pallotaso) pidetään perusasennossa tarttumisen kanssa, myös esteiden (hammaspyörät, hammaspyöräteline) kanssa, eivätkä ne siksi "ihanteelliset".
Osien paikannuksen (MiP) kohdalla he puhuvat "asennoittimista" (paikantimet) :