Organe de mașini

1.Mecanismele si organele de masini. Schema simplificata a procesului de proiectare. Notiuni de baza (masina,agregat,aparat):

Mecanismele si organele de masini fac parte integrata din stiinta constructiei de masini si se ocupa cu studiul structurii, cinematicii si dinamicii mecanismelor si a masinilor, precum si cu studiul formei, metodelor de calcul si de proiectare a elementelor lor componente.

Notiuni de baza: Se numeste masina un sistem tehnic alcatuit din corpuri solide, cu miscari relative determinate, avand ca scop realizarea unui lucru mecanic util sau transformarea energiei dintr-o forma in alta. Agregatul sau instalatia memanica este un sistem tehnic constituit din unitati functionale distincte, asamblate intre ele cu scop bine determinat: grupul motor-compresor, grupul turbogenrator, automobilul,etc. In sens clasic masina agregat se compune din 3 parti: (motorul,trasmisia,partea de lucru). Masinile agregat care indeplinesc toate operatiile fara interventia directa a omului se numesc masini-automate. Complexul de masini-automate care realizeaza un proces tehnologic dat se numeste linie automata. Mai multe linii automate dirijate in mod central formeaza o sectie automata sau uzina automata. Aparatele, spre deosebire de masini, alcatuite din corpuri solide, sunt destinate pentru descrierea curbelor, inregistrarea proceselor fizice, masuratori tehnice, cotrol, reglare.

2.Mecanismele si organele de masini. Notiuni de baza (organ de masina, cupla cinematica, lant cinematic):

Mecanismele si organele de masini fac parte integrata din stiinta constructiei de masini si se ocupa cu studiul structurii, cinematicii si dinamicii mecanismelor si a masinilor, precum si cu studiul formei, metodelor de calcul si de proiectare a elementelor lor componente. Corpurile solide care intra in componenta unei masini poarta denumirea de elemente sau organe de masini. Prin organ de masina se intelege o piesa simpla, care poate fi proiectata si executata independent, sau care intr-o masina indeplineste o anumita functiune si nu se poate desface in parti distincte decat prin distrugere.

Legatura intre doua organe de masini care executa o miscare unul in raport cu celalalt se realizeaza printr-o cupla cinematica. Daca contactul dintre cele doua organe de masini este dupa o linie sau punct cupla cinematica este superioara, iar daca contactul este dupa o suprafata, cupla cinematica se numeste inferioara.

Organele de masini legate intre ele prin cuple cinematice formeaza un lant cinemtic. Cand lantul cinematic are un organ de masina fix in raport cu care celelalte organe de masini executa o miscare definita, poarta denumirea de mecanism. Conform def anterioare notiunea de mecanism este mai generala decat notiunea de masina sau aparat, deoarece are in vedere numai miscarea

3.Structura si cinematica mecanismelor. Cuple cinematice.

Pentru a imprima unui corp oarecare o miscare determinata trebuie limitata mobilitatea sa cu ajutprul altor corpuri prin legaturi reciproce. Un corp solid rigid liber in spatiu are 6 grade de libertate, adica poate realiza 6 miscari simple independente si anume: a) 3 translatii in lungul celor 3 axe de coordonate b)3 rotatii simple in jurul acestor axe. Corpul solid rigid component al unui mecanism este denumit in mod curent element cinemati. Doua elemente ale unui mecanism aflate in contact permnent printr-o legatura care permite mobilitatea cel putin a unuia dintre ele, formeaza o cupla cinematica.

Cupla cinematica este cea mai simpla combinatie structurala a mecanismelor. Ea introduce anumite restrictii in miscarile relative ale elementelor; aceste restrictii se numesc conditii de legatura si numarul lor se noteaza cu S. Intre nr. gradelor de libertate L ale unui corp liber in spatiu si nr. conditiilor de legatura exista relatia: L=6-S; iar intre nr.gradelor de libertate ale unui corp in plan si nr. conditiilor de legatura exista relatia: L=3-S, deoarece un corp liber in plan are doar trei grade de libertate. Rezulta deci ca nr. gradelor de libertate ale unui element legat printr-o cupla cinematica spatiala, poate fi maximum 5 si minimum 1. In cazul mecanismelor plane nr gardelor de libertate ale unui element, poate fi maximum doua iar cel minim tot unu.

4.Structura si cinematica mecanismelor. Clasificarea cuplelor cinematice. Cupla cinematica de clasa I, cupla cinematica de clasa II.

Clasificarea cuplelor cinematice se face in mod frecvent dupa urmatorele criterii: a)dupa nr conditiilor de legatura b)dupa felul cotactului dintre elemente: inferioare, superioare; c) dupa caracterul miscarii relative a elementelor conjugate: spatiale,plane; d)dupa felul miscarii: de rotatie, de translatie, compuse; Dupa criteriul conditiilor de legatura,cuplele cinematice se impart in cinci clase. Clasa unei cuple cinematice este data de nr gardelor de libertate suprimate si se obtine cu reltia: S=6-L; Cuplele inferioare se caracterizeaza prin faptul ca cele doua elemente ale lor se afla in contact pe o suprafata, iar cuplele superioare prin faptul ca contactul dintre cele doua elemente componente se face pe o linie sau intr-un punct. Astfel:..Cupla cinematica de clasa I. (fig.2.1) Bila(sfera) asezata pe o placa plana poate realiza miscari de translatie de-a lungul axelor x si y si trei miscari de rotatie in jurul celor 3 axe de coordonate. Rezulta: S=6-L = 6-5=1. si are simbolul C1. Dupa criteriul contactului intre elemente este o cupla superioara (contact punctiform).Cupla cinematica de clasa a II-a (fig 2.2) Cilindrul asezat pe un plan poate realiza doua rotatii in jurul axelor x si y si doua translatii in directia axelor x si y. Rezulta: S=6-L = 6-4=2 si are simbolul C2.Dupa criteriul contactului intre elem este cupla superioara

5. Structura si cinematica mecanismelor. Clasificarea cuplelor cinematice. Cupla cinematica de clasa III, cupla cinematica de clasa IV, cupla cinematica de clasa V.

Cupla cinematica de clasa III (fig.2.3) Articulatia sferica poate realiza trei rotatii simple in jurul celor 3 axe. Rezulta: S=6-L = 6-3=3 si are simbolul C3. Dupa criteriul contactului intre elemente, este o cupla inferioara. Cupla cinematica de clasa IV (fig.2.4) Corpul cilindric introdus intr-un alejaz cilindric poate realiza doua miscari, o translatie pe directia axei y si o rotatie in jurul aceleiasi axe. Rezulta: S=6-L = 6-2=4 si are simbolul C4. Dupa criteriul contactului intre elemente, este o cupla inferioara. Cupla cinematica de clasa V (fig.2.5) Corpul cilindric prevazut cu umeri, asezat intr-un alezaj cilindric, poate realiza doar miscarea de rotatie in jurul axei y. Rezulta: S=6-L = 6-1=5. si are simbolul C5. Dupa criteriul contactului intre elemente este o cupla inferioara. Cupla cinematica la care doua sau mai multe miscari sunt functional legate intre ele se numeste cupla cinematica elicoidala sau cupla surub-piulitza(unei miscari de rotatie in jurul axei y ii corespunde o anumita miscare de translatie in lungul aceleiasi axe).