Cursuri Mecanisme

0. NOTIUNI INTRODUCTIVE

Teoria mecanismelor (TM) este o disciplina de cultura tehnica generala, cu puternice accente de specialitate care studiaza miscarile relative ale corpurilor tehnice supuse la legaturi.

Mecanismul este un sistem tehnic de corpuri în care introducându-se una sau mai multe miscari cunoscute, acestea sunt transformate în miscari necesare utile ale altor corpuri. Caracteristica definitorie a mecanismului este deci transmiterea si transformarea miscarii.

Masina transforma o forma a energiei în alta. Rezulta atunci ca mecanismul este o componenta principala a masinii.

Masinile sunt masini motoare si masini de lucru: masina motoare transforma anumite forme de energie în energie mecanica, iar masina de lucru transforma energia mecanica în lucru mecanic util.

Disciplina Mecanisme are trei mari parti: Structura, Cinematica si Dinamica. Fiecare parte este parcursa în doua etape: prima – Analiza si a doua – Sinteza. În cadrul Analizei pornindu-se de la mecanisme date se studiaza caracteristicile, performantele acestora. În cadrul Sintezei, impunându-se anumite caracteristici si performante, se studiaza modalitatile de obtinere a mecanismelor care sa realizeze aceste caracteristici si performante.

Structura mecanismelor studiaza modul calitativ de alcatuire, compunere a mecanismelor. Intereseaza doar componenta în elemente si legaturi a mecanismelor. Se face abstractie de scara mecanismului, de miscarile si fortele (momentele) ce sunt dezvoltate. Modelul mecanismului este numit schema structurala, care nu este deci, la scara.

Cinematica mecanismelor studiaza corelatia dintre miscarile cunoscute introduse pe la anumite elemente si cele ale restului elementelor. Aceasta corelatie este numita lege de transmitere. Se face abstractie de fortele si momentele ce încarca elementele. Modelul mecanismului este numit schema cinematica, care este la scara.

Dinamica mecanismelor studiaza atât cinematica mecanismului tinând cont de forte si momente (care modifica miscarile elementelor produse în absenta fortelor si momentelor) precum si legatura dintre fortele si momentele utile si cele introduse în mecanism.

Mecanismele sunt niste reuniuni specifice de elemente si de legaturi (cuple cinematice) ale acestora.

1. STRUCTURA MECANISMELOR

1.1. Elementul cinematic.

Elementul cinematic este în general un corp rigid sau un ansamblu de corpuri rigide, fara miscari relative între ele (fig. 1).

a.

b.

Fig. 1. Exemple de elemente cinematice.

Elementul fix poate fi:

- baza sau

- batiu sau

- sasiu sau

- cadru etc.

1.2. Cupla cinematica.

Legaturile mobile dintre fiecare câte doua elemente se numesc cuple. Deci cupla cinematica este legatura directa si mobila dintre doua elemente.

Un element liber în spatiu are 6 (sase) posibilitati simple de miscare (3 translatii + 3 rotatii: x; y; z; x; y; z). Cupla anuleaza elementelor ce le leaga anumite posibilitati de miscare; numarul acestora este denumit clasa cuplei (restrictivitatea) si se noteaza cu c. Complementul lui c în raport cu 6 este mobilitatea ( f ) a cuplei, si reprezinta numarul posibilitatilor independente de miscari simple ale unui element în raport cu celalalt, considerat fixat.