Механі́зм (грец. μηχανή mechané — машина) — система тіл (механічна система), що призначена для перетворення руху одного або декількох тіл у потрібний рух інших тіл. Механізм складає основу більшості машин і застосовується в різноманітних технічних об'єктах.
Механізм | |
|
Основні поняття
Деталь або сукупність деталей, що не мають рухливості одна відносно одної у машині або механізмі і рухається як одне ціле, називається ланкою. Сполучення дотичних ланок, котре допускає їх відносний рух, називають кінематичною парою. Найпоширеніші кінематичні пари: обертальна (циліндричний шарнір), поступальна (повзун чи напрямна), гвинтова (гвинт і гайка), сферична (кульовий шарнір). На рисунках зображені умовні 3D позначення типових кінематичних пар для побудови просторових принципових кінематичних схем механізмів за ISO 3952.
- Обертальна пара (циліндричний шарнір)
- Поступальна пара (напрямна)
- Гвинтова пара
- Сферичний шарнір
Якщо в перетворенні руху беруть участь рідкі або газоподібні тіла, то механізм називають гідравлічним або пневматичним. Механізм застосовується в тих випадках, коли неможливо отримати безпосередньо потрібний вид руху тіл і виникає необхідність у перетворенні руху.
При побудові механізма ланки сполучаються у кінематичні ланцюги. Іншими словами, механізм — це кінематичний ланцюг, до складу якого входить нерухома ланка (стійка або корпус), число ступенів свободи котрого дорівнює числу узагальнених координат, що характеризують положення ланцюга відносно стійки. Рух ланок механізма розглядається по відношенню до нерухомої ланки — стійки (корпуса). Ті ланки, які з'єднуються із стійкою, утворюючи кінематичні пари п'ятого класу, передають на неї зусилля і називаються основними ланками. З числа останніх виділяють вхідні ланки, закон руху яких є заданим.
При зображенні механізма на кресленні розрізняють його структурну схему із використанням умовних позначень ланок і пар (без вказання їх розмірів) і принципову кінематичну схему з використанням умовних позначень із вказанням розмірів чи інших параметрів, необхідних для кінематичного розрахунку. На схемах ланки позначають цифрами, а пари і окремі точки ланок — буквами (із вказанням числа ступенів рухомості). Очевидно, що кінематична схема механізма не зображає його дійсної конструкції, а може бути використана лише для кінематичного чи динамічного дослідження.
Класифікація механізмів
![image](https://www.wikidata.uk-ua.nina.az/image/aHR0cHM6Ly93d3cud2lraWRhdGEudWstdWEubmluYS5hei9pbWFnZS9hSFIwY0hNNkx5OTFjR3h2WVdRdWQybHJhVzFsWkdsaExtOXlaeTkzYVd0cGNHVmthV0V2WTI5dGJXOXVjeTkwYUhWdFlpOW1MMll3TDFOMFpXRnRYMlZ1WjJsdVpWOXBibDloWTNScGIyNHVaMmxtTHpNd01IQjRMVk4wWldGdFgyVnVaMmx1WlY5cGJsOWhZM1JwYjI0dVoybG0uZ2lm.gif)
Найпоширеніші механізми з нижчими парами — , клинові і гвинтові; з вищими парами — кулачкові, зубчасті, фрикційні, мальтійські і храпові.
Механізм, що призначений для перетворення обертових чи прямолінійних рухів в обертові (і навпаки), називається механічною передачею. У залежності від виду ланок розрізняють зубчасті, важільні, фрикційні, ланцюгові, пасові передачі. Сюди ж відносяться гідро- і пневмопередачі.
Механізм, що служить для відтворення руху деякої точки по заданій траєкторії, називається напрямним. Найпоширенішими є механізми, що відтворюють рух вздовж прямої лінії (зворотно-поступальний рух) чи по дузі кола (зворотно-коливний або обертовий рухи).
Механізм характеризується числом ступенів свободи — мінімальною кількістю його точок, кінематичні характеристики яких (траєкторії і швидкості руху) однозначно визначають траєкторії і швидкості всіх решти точок механізма. Так, для механізма з одним ступенем свободи можна знайти одну точку, задана траєкторія і швидкість котрої однозначно визначають траєкторії і швидкості руху усіх інших його точок. Для механізма з двома ступенями свободи таких точок повинно бути дві.
Механізм, усі точки якого описують траєкторії, що лежать в паралельних між собою площинах, називається плоским. Рух твердого тіла, у якому усі його точки описують траєкторії, паралельні до однієї площини, називається також плоским.
Рухомість механізма
У теорії машин і механізмів наводяться загальні закономірності у побудові структури механізмів, що пов'язують число ступенів рухомості W механізма з числом ланок і числом і видом кінематичних пар, з яких він утворений. Ці закономірності носять назву структурних формул механізмів.
Під числом ступенів рухомості механізма W мається на увазі число незалежних параметрів, що визначають положення усіх рухомих ланок механізма.
Формула А. П. Малишева для просторових механізмів
Нехай кінематичний ланцюг механізма містить n ланок. До того як вони були сполучені за допомогою кінематичних пар, система з n ланок мала 6n ступенів свободи. Кожна кінематична пара m класу дає m рівнянь в'язей відносно координат. Різницю між числом ступенів свободи і числом рівнянь в'язей дає число незалежних координат — ступенів рухомості W механізма:
.
де n — число рухомих ланок;
- 6n — загальне число ступенів свободи усіх ланок;
— число кінематичних пар від 1 до 5 класу;
- q — кількість надлишкових (повторних) в'язей, котрі дублюють інші в'язі, не зменшуючи рухливості механізму, а тільки перетворюють його в статично невизначну систему.
Формула П. Л. Чебишова для плоских механізмів
У випадку плоского механізма для визначення ступеня рухомості використовується формула П. Л. Чебишова :
де n — число рухомих ланок
— кінематичні пари з однією і з двома ступенями рухливості.
По-іншому цю формулу можна записати в такому вигляді:
де n — загальне число рухомих ланок механізму;
— число нижчих кінематичних пар;
— число вищих кінематичних пар.
Див. також
Примітки
- ISO 3952 Kinematic diagrams — Graphical symbols (ДСТУ EN ISO 3952-Х:2018 Кінематичні схеми. Графічні умовні познаки)
Література
- Бучинський М. Я., Горик О. В., Чернявський А. М., Яхін С. В. Основи творення машин / За редакцією О. В. Горика, доктора технічних наук, професора, заслуженого працівника народної освіти України. — Харків: Вид-во «НТМТ», 2017. — 448 с. — .
- Мала гірнича енциклопедія : у 3 т. / за ред. В. С. Білецького. — Д. : Донбас, 2007. — Т. 2 : Л — Р. — 670 с. — .
- Артоболевский И. И. Теория машин и механизмов. — М.: Наука, 1988. (рос.)
- ДСТУ ГОСТ 2.703:2014. ЄСКД. Правила виконання кінематичних схем (ГОСТ 2.703-2011, IDT)
- Попов С. В., Бучинський М. Я., Гнітько С. М., Чернявський А. М. Теорія механізмів технологічних машин: підручник для студентів механічних спеціальностей закладів вищої освіти. — Харків: НТМТ, 2019. — 268 с.
- Павлище В. Основи конструювання та розрахунок деталей машин: Підручник. — Львів: Афіша, 2003. — 560 с.
- Корець М. С. Основи машинознавства: навч. посібник / М. С. Корець, А. М. Тарара, І. Г. Трегуб. — К., 2001. — 144 с.
- Дворников Л. И. Основы всеобщей (универсальной) класификации механизмов [ 17 червня 2012 у Wayback Machine.] (рос.)
Вікіпедія, Українська, Україна, книга, книги, бібліотека, стаття, читати, завантажити, безкоштовно, безкоштовно завантажити, mp3, відео, mp4, 3gp, jpg, jpeg, gif, png, малюнок, музика, пісня, фільм, книга, гра, ігри, мобільний, телефон, android, ios, apple, мобільний телефон, samsung, iphone, xiomi, xiaomi, redmi, honor, oppo, nokia, sonya, mi, ПК, web, Інтернет
U Vikipediyi ye statti pro inshi znachennya cogo termina Mehanizm znachennya Mehani zm grec mhxanh mechane mashina sistema til mehanichna sistema sho priznachena dlya peretvorennya ruhu odnogo abo dekilkoh til u potribnij ruh inshih til Mehanizm skladaye osnovu bilshosti mashin i zastosovuyetsya v riznomanitnih tehnichnih ob yektah Mehanizm Mehanizm u VikishovishiOsnovni ponyattyaDetal abo sukupnist detalej sho ne mayut ruhlivosti odna vidnosno odnoyi u mashini abo mehanizmi i ruhayetsya yak odne cile nazivayetsya lankoyu Spoluchennya dotichnih lanok kotre dopuskaye yih vidnosnij ruh nazivayut kinematichnoyu paroyu Najposhirenishi kinematichni pari obertalna cilindrichnij sharnir postupalna povzun chi napryamna gvintova gvint i gajka sferichna kulovij sharnir Na risunkah zobrazheni umovni 3D poznachennya tipovih kinematichnih par dlya pobudovi prostorovih principovih kinematichnih shem mehanizmiv za ISO 3952 Obertalna para cilindrichnij sharnir Postupalna para napryamna Gvintova para Sferichnij sharnir Yaksho v peretvorenni ruhu berut uchast ridki abo gazopodibni tila to mehanizm nazivayut gidravlichnim abo pnevmatichnim Mehanizm zastosovuyetsya v tih vipadkah koli nemozhlivo otrimati bezposeredno potribnij vid ruhu til i vinikaye neobhidnist u peretvorenni ruhu Pri pobudovi mehanizma lanki spoluchayutsya u kinematichni lancyugi Inshimi slovami mehanizm ce kinematichnij lancyug do skladu yakogo vhodit neruhoma lanka stijka abo korpus chislo stupeniv svobodi kotrogo dorivnyuye chislu uzagalnenih koordinat sho harakterizuyut polozhennya lancyuga vidnosno stijki Ruh lanok mehanizma rozglyadayetsya po vidnoshennyu do neruhomoyi lanki stijki korpusa Ti lanki yaki z yednuyutsya iz stijkoyu utvoryuyuchi kinematichni pari p yatogo klasu peredayut na neyi zusillya i nazivayutsya osnovnimi lankami Z chisla ostannih vidilyayut vhidni lanki zakon ruhu yakih ye zadanim Pri zobrazhenni mehanizma na kreslenni rozriznyayut jogo strukturnu shemu iz vikoristannyam umovnih poznachen lanok i par bez vkazannya yih rozmiriv i principovu kinematichnu shemu z vikoristannyam umovnih poznachen iz vkazannyam rozmiriv chi inshih parametriv neobhidnih dlya kinematichnogo rozrahunku Na shemah lanki poznachayut ciframi a pari i okremi tochki lanok bukvami iz vkazannyam chisla stupeniv ruhomosti Ochevidno sho kinematichna shema mehanizma ne zobrazhaye jogo dijsnoyi konstrukciyi a mozhe buti vikoristana lishe dlya kinematichnogo chi dinamichnogo doslidzhennya Klasifikaciya mehanizmivMehanizm parovoyi mashini maye odin stupin svobodi Diferencial avtomobilya mehanizm z dvoma stupenyami svobodi Najposhirenishi mehanizmi z nizhchimi parami klinovi i gvintovi z vishimi parami kulachkovi zubchasti frikcijni maltijski i hrapovi Mehanizm sho priznachenij dlya peretvorennya obertovih chi pryamolinijnih ruhiv v obertovi i navpaki nazivayetsya mehanichnoyu peredacheyu U zalezhnosti vid vidu lanok rozriznyayut zubchasti vazhilni frikcijni lancyugovi pasovi peredachi Syudi zh vidnosyatsya gidro i pnevmoperedachi Mehanizm sho sluzhit dlya vidtvorennya ruhu deyakoyi tochki po zadanij trayektoriyi nazivayetsya napryamnim Najposhirenishimi ye mehanizmi sho vidtvoryuyut ruh vzdovzh pryamoyi liniyi zvorotno postupalnij ruh chi po duzi kola zvorotno kolivnij abo obertovij ruhi Mehanizm harakterizuyetsya chislom stupeniv svobodi minimalnoyu kilkistyu jogo tochok kinematichni harakteristiki yakih trayektoriyi i shvidkosti ruhu odnoznachno viznachayut trayektoriyi i shvidkosti vsih reshti tochok mehanizma Tak dlya mehanizma z odnim stupenem svobodi mozhna znajti odnu tochku zadana trayektoriya i shvidkist kotroyi odnoznachno viznachayut trayektoriyi i shvidkosti ruhu usih inshih jogo tochok Dlya mehanizma z dvoma stupenyami svobodi takih tochok povinno buti dvi Mehanizm usi tochki yakogo opisuyut trayektoriyi sho lezhat v paralelnih mizh soboyu ploshinah nazivayetsya ploskim Ruh tverdogo tila u yakomu usi jogo tochki opisuyut trayektoriyi paralelni do odniyeyi ploshini nazivayetsya takozh ploskim Ruhomist mehanizmaU teoriyi mashin i mehanizmiv navodyatsya zagalni zakonomirnosti u pobudovi strukturi mehanizmiv sho pov yazuyut chislo stupeniv ruhomosti W mehanizma z chislom lanok i chislom i vidom kinematichnih par z yakih vin utvorenij Ci zakonomirnosti nosyat nazvu strukturnih formul mehanizmiv Pid chislom stupeniv ruhomosti mehanizma W mayetsya na uvazi chislo nezalezhnih parametriv sho viznachayut polozhennya usih ruhomih lanok mehanizma Formula A P Malisheva dlya prostorovih mehanizmiv Nehaj kinematichnij lancyug mehanizma mistit n lanok Do togo yak voni buli spolucheni za dopomogoyu kinematichnih par sistema z n lanok mala 6n stupeniv svobodi Kozhna kinematichna para m klasu daye m rivnyan v yazej vidnosno koordinat Riznicyu mizh chislom stupeniv svobodi i chislom rivnyan v yazej daye chislo nezalezhnih koordinat stupeniv ruhomosti W mehanizma W 6n 1P1 2P2 3P3 4P4 5P5 q displaystyle W 6n 1P 1 2P 2 3P 3 4P 4 5P 5 q de n chislo ruhomih lanok 6n zagalne chislo stupeniv svobodi usih lanok P1 P2 P3 P4 P5 displaystyle P 1 P 2 P 3 P 4 P 5 chislo kinematichnih par vid 1 do 5 klasu q kilkist nadlishkovih povtornih v yazej kotri dublyuyut inshi v yazi ne zmenshuyuchi ruhlivosti mehanizmu a tilki peretvoryuyut jogo v statichno neviznachnu sistemu Formula P L Chebishova dlya ploskih mehanizmiv U vipadku ploskogo mehanizma dlya viznachennya stupenya ruhomosti vikoristovuyetsya formula P L Chebishova W 3n 1P4 2P5 displaystyle W 3n 1P 4 2P 5 de n chislo ruhomih lanok P4 P5 displaystyle P 4 P 5 kinematichni pari z odniyeyu i z dvoma stupenyami ruhlivosti Po inshomu cyu formulu mozhna zapisati v takomu viglyadi W 3n 2PH PB displaystyle W 3n 2P H P B de n zagalne chislo ruhomih lanok mehanizmu PH displaystyle P H chislo nizhchih kinematichnih par PB displaystyle P B chislo vishih kinematichnih par Div takozhPrincipova kinematichna shema Gidravlichnij mehanizm Krivoshipnij mehanizm Prosti mehanizmi Vikonavchij mehanizm Chotirilankovij mehanizmPrimitkiISO 3952 Kinematic diagrams Graphical symbols DSTU EN ISO 3952 H 2018 Kinematichni shemi Grafichni umovni poznaki LiteraturaBuchinskij M Ya Gorik O V Chernyavskij A M Yahin S V Osnovi tvorennya mashin Za redakciyeyu O V Gorika doktora tehnichnih nauk profesora zasluzhenogo pracivnika narodnoyi osviti Ukrayini Harkiv Vid vo NTMT 2017 448 s ISBN 978 966 2989 39 7 Mala girnicha enciklopediya u 3 t za red V S Bileckogo D Donbas 2007 T 2 L R 670 s ISBN 57740 0828 2 Artobolevskij I I Teoriya mashin i mehanizmov M Nauka 1988 ros DSTU GOST 2 703 2014 YeSKD Pravila vikonannya kinematichnih shem GOST 2 703 2011 IDT Popov S V Buchinskij M Ya Gnitko S M Chernyavskij A M Teoriya mehanizmiv tehnologichnih mashin pidruchnik dlya studentiv mehanichnih specialnostej zakladiv vishoyi osviti Harkiv NTMT 2019 268 s Pavlishe V Osnovi konstruyuvannya ta rozrahunok detalej mashin Pidruchnik Lviv Afisha 2003 560 s Korec M S Osnovi mashinoznavstva navch posibnik M S Korec A M Tarara I G Tregub K 2001 144 s Dvornikov L I Osnovy vseobshej universalnoj klasifikacii mehanizmov 17 chervnya 2012 u Wayback Machine ros