Кинематические пары и их классификация (Слайд 6)

Кинематическая пара – это подвижное соединение двух звеньев, допускающее их относительное движение.

Если рассматривать звено свободно движущееся в пространстве, то оно, как и любое твердое тело, обладает шестью степенями свободы, Н = 6. Любое сложное движение звена состоит из 6-ти простейших, т.е. его можно представить как поступательное относительно трех произвольно выбранных координатных осей Х, У и Z и вращательное относительно этих же осей (рисунок 1.5). Таким образом, под степенью свободы принято понимать простейшие движения, которыми может обладать точка или звено.

Любая кинематическая пара ограничивает те или иные относительные движения каждого звена.

Эти ограничения называют условиями связи или просто связями – S.

Очевидно, что число условий связи находится в пределах 1 £ S £ 5, т.к. при S = 0 звенья не соприкасаются и кинематическая пара перестает существовать, а при S = 6 переходит в жесткие соединения двух звеньев.

Тогда число степеней свободы звена кинематической пары равно Н = 6-S и изменяется так же в пределах 1 £ Н £ 5.

Число условий связи – S и число степеней свободы – Н являются структурными характеристиками кинематических пар.

Рисунок 1.5

Классификация кинематических пар: (Слайд 7)

а) по количеству условий связи кинематические пары классифицируются на 5 классов по И.И. Артоболевскому* (таблица 1.1);

б) по виду элементов кинематические пары классифицируются на: высшие и низшие. Высшая кинематическая пара (V, IV – подвижные кинематические пары) – элемент точка или линия, низшая (III, II, I – подвижные кинематические пары) – элемент поверхность. (табл. 1.1).

Для того, чтобы элементы кинематической пары находились в постоянном соприкосновении, они должны быть замкнуты. Низшие кинематические пары имеют геометрическое замыкание. Для высших замыкание должно быть силовое (сила веса, пружина);

в) по виду траектории кинематические пары классифицируются на плоские – плоская траектория (II, I – подвижные кинематические пары) и пространственные – пространственная траектория (V, IV и III – подвижные кинематические пары). (Слайд 8)