ללא דיאגרמה קינמטית, אי אפשר לדמיין כל סוג של ציוד. אנחנו מדברים על מכוניות, טרקטורים, מכונות וסוגים פשוטים יותר של מנגנונים. באופן כללי, קינמטיקה היא מחלקה מיוחדת במכניקה, שמטרתה לחקור את תכונות הקישורים במנגנונים. המדע מאפשר ניתוח קינמטי על ידי לימוד מסלולי התנועה של קישורים, קביעת נקודות, מיקומים ומהירויות של אלמנטים. השגת התוצאה הסופית היא בלתי אפשרית מבלי לבסס את המושג "סכמה קינמטית", עליה נדון במאמר זה.
מהי סכמה קינמטית? מושגים בסיסיים
אם תענה בקצרה על שאלה זו, אז הדיאגרמה הקינמטית היא מעין שרטוט או מסמך, כביכול, המציג את כל הקישורים המכניים עם מידות. לעתים קרובותקישורי המעגל נקראים זוגות קינמטיים. אם נגדיר את זה בשפה מדעית, אז אלו אלמנטים מוצקים מצומדים בכמות של 2 חלקים, אשר בשל תנאי התקשורת מגבילים את תנועתם של זה.
הנוכחות של מימדים הכרחית לביצוע ניתוח קינמטי, החוקר את היסודות של תנועת המנגנונים, המסלולים והמהירויות שלהם. ניתן לפתור בעיות קינמטיקה הן בצורה גרפית והן בניסוי.
באופן כללי, אנו מדברים על הסכמה הקינמטית כאשר אנו מנתחים את סוג המנגנון. הם קוראים לזה מערכת מסויימת של גופים שהופכת את התנועה של חלק לתנועה הנדרשת של אחרים. ההרכב של כל אלמנט מכני כולל קישורים - כמה חלקיקים מוצקים המחוברים ביניהם בצורה נוקשה. קישור שנחשב קבוע נקרא מתלה.
אלמנט של זוג או קישור קינמטי הוא מערכת של משטחים וקווים שלאורכם קישור אחד בא במגע עם אחר. נקודה זו נקראת גם צומת הצומת.
שדות יישום של סכמות קינמטיות
הסכמה הקינמטית משמשת לחלוטין בכל תחומי התעשייה - הנדסת מכונות, בניית כלי מכונות וכו'. כל כללי הביצוע מוסדרים על ידי מסמך מיוחד - מה שנקרא GOST.
כללים ליישום תוכניות
יש כמה חוקים בסיסיים לשרטוט שרטוטים קינמטיים:
- המסמך יכול להיעשות הן על נייר והן על מדיה אלקטרונית. מומלץ לשרטט דיאגרמות עיצוב על גיליון אחד עם אפשרות לחלקו לפורמטים הנדרשיםבעת הדפסה.
- במקרה של שימוש בסכמות מורכבות מותר שימוש בכלי מולטימדיה, כלומר אפשר להראות תנועה בדינמיקה בצורה ויזואלית.
רישומים קינמטיים מחולקים לשלושה סוגים: עיקריים, מבניים ופונקציונליים. גם הכללים להרכבתם שונים זה מזה.
לגבי דיאגרמות המעגלים, האיור חייב בהכרח להראות כל מיני קשרים בין אלמנטים. המסמך מסופק בצורה של סריקה. התרשים הקינמטי העיקרי, שאת ייעודיו מציין המפתח בשוליים, חייב להיות מתואר במתווה המוצר בהקרנה אקסונומטרית. ניתן למצוא כללים מפורטים יותר להכנתם בהתאם ל-GOST 2.303 ו-2.701.
ההבדל העיקרי בין דיאגרמות בלוקים ודיאגרמות מעגלים הוא שהראשונים מתארים את החלקים הפונקציונליים של המוצר ואת היחס ביניהם. ככלל, הם מוצגים בצורה של תמונות גרפיות או רשומה אנליטית.
דיאגרמות פונקציונליות ממחישות את הקשר בין חלקי אלמנטים, המתוארים באמצעות צורות גיאומטריות פשוטות.
מי מסדיר את נכונות התוכניות?
כללי הקומפילציה מפורטים במסמכים בין-מדינתיים בנושא סטנדרטיזציה. מדינות רבות בעולם הצביעו בעד כניסתו לתוקף של מסמך זה לפני שנים רבות. מעת לעת מתבצעים שינויים ב-GOST, זה מובן - ההתקדמות המדעית לא עומדת במקום, המדע מתפתח, ואיתו עוברים שינויים במסמכים הרגולטוריים. חוץ מהתקן העיקרי, הכללים ליישום דיאגרמות קינמטיות נקבעים ב-Uniified System for Design Documentation.
קביעת מבנה המנגנונים
כפי שהוזכר לעיל, כל המנגנונים מורכבים ממספר מסוים של זוגות קינמטיים. הם מחולקים לכמה עיקריים:
- לפי סוג החיבור - להורדה ולמעלה;
- לפי שיטת הסגירה;
- לתנועה יחסית בזוגות - לתרגום, סיבובי, גלילי וכו'.
סכימות קינמטיות של מנגנונים קובעות את המבנה שלהם. אם אתה נותן למושג הזה הגדרה, אז זה המכלול של כל מרכיבי המכשיר והיחסים ביניהם. בנוסף, כדי לקבוע את מבנה המנגנון, עליך לקבוע את הרכב הקישורים הנכנסים.
בהתבסס על הסיווגים לעיל, נבדלים הסוגים העיקריים של רכיבי מכונה שקובעים את המבנה שלה:
- stand;
- rod;
- crank;
- creeper.
סוגי מנגנונים
יש מספר רב של עיצובים שונים. לרוב, המנגנונים מחולקים ל:
- מנוף או מוט;
- friction;
- cam;
- מנגנונים עם קישורים גמישים;
- שיניים ועוד
בין הסיווגים העיקריים של מנגנונים, יש אחד שמחלק אותם לשלוש קבוצות:
- פונקציונלי (על פי עקרון התהליך הטכנולוגי);
- structural (לפי מבנה);
- מבני-קונסטרוקטיבי (על פי עקרונות קונסטרוקטיביים).
פרטים נוספים על הדיאגרמות הקינמטיות יתוארו באמצעות הדוגמה של כונן חשמלי.
מה זה כונן? מטרתו
לפני שמדברים על הסכימה הקינמטית של הכונן, אתה צריך לדעת מה זה. הכונן הוא מכשיר מיוחד המניע את המכונה בעזרת מנוע. במילים אחרות, המנגנון מתחיל לנוע מזרימת האנרגיה, שמגיעה מהמנוע או מאלמנטים נוספים. התוכנית הקינמטית של תיבת ההילוכים היא הכרחית כאשר לומדים את המושג "כונן". מכשיר זה הוא מנגנון של גלגלי תולעת או גלגלי שיניים המעביר סיבוב מהמנוע ישירות לציר המכונה. הגוף שלו מורכב ממיסבים, צירים וגלגלי שיניים.
תרשים קינמטי של הכונן
בכל כונן, לכל האלמנטים המחוברים זה לזה יש השפעה מסוימת זה על זה. כלומר, לימוד התנועה של חוליה אחת בלבד לא יספיק, חשוב לקחת בחשבון את ההשפעה ההדדית שלהם. לשם כך, כל הכוחות במבנה מובילים לנקודה אחת, בדרך כלל לציר המנוע. הסכימה הקינמטית של הכונן נקראת שווה ערך, והפרמטרים נקראים מופחתים.
התוכניות של ציוד זה מורכבות ממרכיבים בסיסיים כמו:
- מנוע חשמלי;
- העברה פתוחה;
- reducer;
- ציר הנעה של מכונה;
- צימוד.
זוהי יצירה קלאסיתתרשים קינמטי, ייתכן שחלק מהאלמנטים חסרים.
דיאגרמה קינטית של מנגנונים אחרים
קינמטיקה הוא מדע החוקר עיצובים שונים, לכן, לכל סוג של ציוד, לתכנית יש משלה. שקול את הציור של היחידה הנפוצה ביותר - המכונה. כמובן, ישנם מספר מנגנונים אחרים, ולימוד התוכניות שלהם יכול לקחת הרבה זמן. תמונות של מבנים מורכבים נבדקות ביתר פירוט על ידי מדענים, מכניקה ואוהבי קינמטיקה.
כלי מכונה הוא דוגמה פשוטה למנגנון המונע על ידי כוחות מסוימים. הגופים המבצעים של העיצוב הם: שולחן, קליפר, ציר ופרטים נוספים. שרשראות הקינמטיקה של המכונה מורכבות מגלגלי שיניים שונים, הממוקמים ברצף מסוים. תוכניות הילוכים קינמטיות עשויות לכלול מנגנוני רצועה, ציוד או תולעת. בציור, כל האלמנטים מסומנים על ידי סימנים מיוחדים, אשר נקבעו ב- GOST 3462-61. הדיאגרמה הקינמטית של המכונה כוללת בהכרח את השלבים של הברגים המובילים, מודולי כניסת התולעת, מהירות מנוע, הספק וכו'.
לציוד מודרני יש לא רק תמסורות מכניות, לעתים קרובות נעשה שימוש במכשירים הידראוליים או פנאומטיים, ובהתאם, בדרכונים של כלי מכונות ניתן למצוא דיאגרמות לא קינמטיות, אלא פנאומו-הידראוליות או חשמליות משולבות.
העולם המודרני של מכונות וחלקים הוא עצום, יש אלפי מנגנונים ואלמנטים שונים. עם זאת, כל מכניליחידה יש סכמה קינמטית משלה, בין אם זה מנוף, מתלה מכונית, מכונת חיתוך מתכת או אסדת קידוח. שרטוטים קינמטיים ותיאורי עיצוב עוזרים להבין את המבנה וההרכב של מנגנונים, להקל על תהליך חקר התנועה של אלמנטים וחוליות בשרשרת. הודות לתוכניות כאלה ולמדע הקינמטיקה בכלל, ההתקדמות המדעית והטכנולוגית אינה עומדת במקום, מופיעים יותר ויותר מנגנונים, מכונות ומכלולים מתקדמים שנכנסים באופן אקטיבי לחיינו.
