Зиновьев В. А.
ТЕОРИЯ МЕХАНИЗМОВ И МАШИН
*** 1959 ***
| СТРУКТУРНЫЙ АНАЛИЗ ПЛОСКИХ МЕХАНИЗМОВ
1. КИНЕМАТИЧЕСКАЯ ПАРА Движение является одним из признаков машины, отличающим машину от сооружения, которое, выполняя свое назначение, в движении не находится. Инструмент, направляемый рукой человека, например игла, топор, молоток, отвертка, выполняя свое назначение, также находится при этом в движении. От инструмента, могущего совершать разнообразные движения, машина отличается тем, что движения ее частей являются определенными: игла в руке швеи или молот в руке кузнеца могут совершать разнообразные движения, но игла в швейной машине или паровой молот совершают определенные движения. Заставить какое-либо тело двигаться определенным образом можно лишь путем ограничения его подвижности другими телами. Например, цилиндрйческий брус, ничем не ограниченный, может совершать разнообразные движения, но если этот брус поместить внутрь полого цилиндра, как показано на фиг. 1, то брус 1 относительно полого цилиндра 2 сможет только вращаться вокруг общей оси обоих цилиндров х — х я двигаться в направлении, совпадающем с их общей осью х — х. Если тот же цилиндрический брус, вставленный в полый цилиндр, снабдить заплечиками (фиг. 2), упирающимися в торцовые поверхности полого цилиндра, то брус 1 относительно полого цилиндра 2 сможет только вращаться вокруг общей оси х — х обоих цилиндров. Если вместо цилиндрического бруса взять призматический брус и вставить его в полую призму (фиг. 3), то брус 1 сможет двигаться относительно полой призмы 2 только в прямолинейном направлении по оси х — х, Так как определенность движения какого-либо тела может быть достигнута только путем ограничения его подвижности другими телами, то при исследовании движения какой-либо части машины необходимо рассматривать ее совместно с другой частью, в большей или меньшей степени ограничивающей ее подвижность. В тех случаях, когда движение интересующей нас части машины ограничивается не одной, а двумя или несколькими частями, полное представление о возможном движении интересующей нас части мы сможем получить, приняв во внимание ограничения, налагаемые на ее подвижность всеми остальными частями машины, с которыми она находится в соприкосновении. Говоря иначе, при ознакомлении с машиной с кинематической стороны полное представление о возможных движениях всех её частей можно получить при рассмотрении не каждой «части в отдельности, а останавливая свое внимание на парах таких частей, которые взаимно ограничивают движение одной относительно другой — на так называемых кинематических парах. Кинематической парой называется подвижное соединение двух тел, ограничивающее движение одного тела относиг тельно другого. Тела, образующие пару, называются звеньями. Из этого определения кинематической пары следует, что кинематическая пара не может быть образована такими телами, которые не находятся в соприкосновении, или такими телами, которые, находясь в соприкосновении, не могут двигаться одно относительно другого. Степень ограничения свободы движения одного звена кинематической пары относительно другого может зависеть только от геометрических форм мест соприкосновения звеньев, называемых элементами кинематической пары: ни материал, из которого выполнено звено, ни форма той его части, которая не вступает в соприкосновение с другим звеном, не могут налагать ограничений на подвижность другого звена, и потому в теории механизмов и машин они не рассматриваются. 2. КЛАССИФИКАЦИЯ КИНЕМАТИЧЕСКИХ ПАР Кинематические пары можно классифицировать по разным признакам. Мы ограничимся классификацией только по характеру соприкосновения звеньев. По этому признаку следует различать пары низшие и высшие. Низшей парой называется пара, звенья которой соприкасаются по поверхности, высшей — звенья которой соприкасаются по линии или в точке. Примерами низших пар могут служить пары, изображенные на"фиг. 1, 2 и 3. Пример высшей пары, звенья которой соприкасаются по прямой линии, — цилиндр на плоскости, по окружности — шар в полом цилиндре, диаметр которого равен диаметру шара, в точке — шар на плоскости. |
