Все машины и механизмы состоят из совокупности подвижных и неподвижных звеньев (деталей). Характер связи частей машины между собой таков, что каждое подвижное звено перемещается, имея вполне определенное движение относительно других частей, входящих в состав машины или механизма. Возьмем, например, обратную лопату экскаватора. При выбрасывании земли ковшом звенья механизма лопаты совершают вполне определенное сочетание относительных движений. Совокупность двух звеньев, взаимно ограничивающих движение друг друга, называется кинематической парой. Если одно звено может совершать только вращательное движение относительно другого, то такое соединение называют шарниром.
В зависимости от характера относительного движения различают поступательные, вращательные и винтовые кинематические пары.
Примером поступательпой пары является движение ползуна по направляющей или движение поршня двигателя в цилиндре; в последнем случае поршень является ползуном, а цилиндр — направляющей.
Вращательными нарами являются подшипник и шейка коленчатого вала двигателя, ось и колесо тележки, колесо грейдера и его ось и т. д.
Винтовая пара представляет сочетание поступательного и вращательного движений. Например, гайка и винт имеют относительное движение, являющееся совокупностью вращательного движения вокруг некоторой оси и поступательного по направлению оси.
Звенья различных кинематическнх пар могут быть в виде стержней, зубчатых колес, храповиков, кулачков, ремней и пр.
Совокупность звеньев, соединенных в кинематические пары, называют кинематической цепью. Механизм представляет такую кинематическую цепь, в которой определенному движению одного ввела, выбранного ведущим, строго соответствуют движения всех остальных звеньев. Обычно в механизме одно из звеньев закрепляется неподвижно и образует стойку, это звено в машине является станиной, или рамой.
Механизмы, образованные из звеньев, движущихся в одной плоскости или параллельно одной и той же плоскости, называются плоскими механизмами.
 |
Два звена, связанные шарнирно, могут образовать механизм. При последовательном соединении трех звеньев в замкнутую кинематическую цепь получается жесткая конструкция, так как движение какого-либо звена относительно другого в данном случае невозможно. Поэтому соединение трех звеньев не является механизмом. Четыре звена, шарнирно соединенных между собой, образуют механизм. Легко видеть, что подвижные звенья четырехзвенного механизма совершают относительно стойки вполне определенные движения (рис. 1). Рис. 1.Шарнирный четырехзвенник: а — кривошип, b — шатун, с — коромысло, d —стойка |
Шарнирный четырехзвенный механизм применяется в различных машинах. Он состоит из одного неподвижного звена d (стойки), или станины, и трех подвижных звеньев. Если звену а сообщить колебательное дгшженис около центра А, то звено b — шатун, передаст это движение на звено с. Если звенья а и с производят только колебательное движение, то они называются коромыслами. Звено а может совершать и круговое движение около центра А. В этом случае это звепо называется кривошипом; оно вращается на 360°. Однако полный оборот звена а вокруг точки А будет производиться при условии, если сумма наименьшей длины звена а с наибольшей длиной звена d будет меньше суммы длин двух остальных звеньев b и с).
Это условие можно записать так: четырехзвенник может иметь кривошип, если сумма длин наибольшего и наименьшего звена будет меньше или равна сумме длин двух остальных звеньев:
а + d ≤ с + b, или а + d = с + b.
Когда звенья a и d меньше двух остальных, точка С коромысла с при вращении кривошипа а па 360° будет совершать колебательное движение и описывать определенную траекторию между точками С1 и С2. Шарнирные четырехзвенные механизмы могут быть двухкоромысловыми, двухкривошипными или кривошипно-коромысловыми, что чаще всего встречается в сельскохозяйственных и мелиоративных машинах
Муфты. Для соединения двух отдельных валов служат специальные приспособления, называемые муфтами.
Для жесткого соединения валов, оси которых должны быть расположены на одной прямой линии, применяют глухие муфты (рис. 8, а). Если имеется необходимость сцепления и расцепления валов, то применяют храповые (рис. 8, б), предохранительные (рис. 8, в), кулачковые и другие муфты. На рис. 8, б показано устройство храповой раздвижной муфты, передающей вращение от правого вала зубчатому колесу. Включение и выключение ведущей части муфты производится специальным рычагом.
Предохранительные муфты — трещотки предупреждают поломки рабочих органов машины, если по какой-либо причине предельная нагрузка окажется больше допустимой.
 |
Рис. 8. Муфты: а- глухая, б - храповая, в - предохранительная; 1 - диск, 2 - втулка, 3 - звездочка, 4 - пружина. |
Шарниры. Для передачи вращения от одного вала к другому, когда угол между их осями может измениться, например при передаче вращения от вала коробки передач к валу заднего моста автомобиля, применяется шарнирная муфта, называемая карданным сочленением. Кардан представляет собой две вилки, соединенные с ведущим и ведомым валами и крестовиной;
