Poiect Mecanisme

1. ANALIZA STRUCTURALA A MECANISMELOR CU PARGHII

1.1 DETERMINAREA FAMILIEI SI A GRADULUI DE MOBILITATE

Mecanismul reprezinta un sistem tehnic ale carui parti componente (elemente cinematice) poseda prin imprimarea de miscari date uneia sau unora din ele, miacari determinate si periodice la toate celelalte elemente conduse.

Elementul cinematic modeleaza un corp aflat în miscare relativa fata de un alt corp. El poate reprezenta fie un solid rigid fie, un sistem de corpuri solide, rigidizate între ele.

Cupla cinematica este legatura dintre doua elemente cinematice aflate în contact direct si permanent, contact care permite miscarea relativa si transmiterea de actiuni mecanice (forte si cupluri). O cupla cinematica implica existenta a doua elemente cinematice, pe care le identificam prin cifre.

Legarea a doua elemente printr-o cupla cinematica, impune miscarii relative dintre cele doua elemente un numar k de conditii de legatura, ramanand doar m posibilitati de miscare relativa intre elementele imbinate prin cupla. Evident: k+m = 6.

Gradul de mobilitate M se refera la un sistem de puncte materiale sau sistem de solide rigide si este egal cu un numar de parametrii independenti, care determina pozitia sistemului in raport cu un sistem de referinta, legat invariabil de un element al sau. Gradul de mobilitate este egal in acelasi timp cu numarul de miscari simple, independente pe care elementele sistemului considerat le poate efectua in raport cu elementul sau, considerat fix. Deci gardul de mobilitate al unui sistem este gradul sau de libertate intern, in raport cu un element care ii apartine, solidar cu sistemul de referinta considerat fix.

Clasificarea cuplelor cinematice se face dupa urmatoarele criiterii:

1.Clasificarea cinematica sau criteriul conectivitatii, cu urmatoarele subdiviziuni:

a) Criteriul legaturilor determina o impartire a cuplelor cinematice in clase. Clasa unei cuple cinematice este definita prin „k”, numarul de conditii de legatura introduse de cupla, miscarii relative dintre elemente. Se obtin valorile posibile pentru numarul conditiilor de legatura intoduse de cuple: kT{1, 2, 3, 4, 5} si o impartire a cuplelor cinematice in 5 clase.

b) Criteriul axelor fata de care exista miscari relative. Miscarile relative simple intre elemente care pot fi: de rotatie (R), de translatie (T), de rototranslatie cilindrica (RT=C) sau elicoidala (RT=E), pot avea loc dupa una, doua sau trei axe.

c) Criteriul traiectoriilor miscarii relative, cuplele cinematice pot fi plane sau spatiale, dupa cum pentru o miscare generala, data unuia din elemente in raport cu celalalt, traiectoriile diferitelor puncte ale sale sunt curbe plane sau spatiale.

2.Clasificarea dupa caracteristicile geometrice ale zonelor de contact sau criteriul contactivitatii, zonele de contact ale elementelor care formeaza cupla, pot fi suprafete (S), curbe (C) sau puncte (P).

a) Dupa numarul zonelor de contact cuplele pot fi : cuple cu contact simplu, la care contactul are loc intr-o singura zona si se pot intalni mai multe combinatii precum SS-S, SS-C, SS-P, SC-P; cuple cu contact dublu, triplu sau multiplu, la care contactul are loc in doua, trei sau mai multe zone.

b) Dupa marimea zonei de contact se deosebesc: cuple inferioare, de tipul SS-S, la care contactul are loc pe o suprafata; cuple superioare, la care contactul are loc pe o curba sau intr-un punct.

3.Clasificarea constructiva a cuplelor cinematice, cuprinde urmatoarele aspecte:

a) Dupa modul de delimitare a gradelor de mobilitate se deosebesc: cuple deschise, la care limitarea gradelor de libertate se face prin forta; cuple inchise, la care limitarea gradelor de libertate se face prin forma constructiva a lor.

b) Dupa modul de realizare a legaturilor intre elemente, se disting: cuple simple, cu contact direct intre elemente; cuple compuse , la care legatura dintre elemente se realizeaza folosind un element de dimensiuni neglijabile; cuple multiple de ordin p-1 sunt cuple compuse, la care acelasi element intermediar serveste la imbinarea a „p” elemente.

Pentru determinarea corecta a clasei cuplei se va tine cont de sistemul de referinta fata de care numarul de miscari relative sa fie minim, astfel posibilitatea aparitiei unor miscari dependente intre ele si miscarea relativa dintre elemente, iar nu miscarea in ansamblu a unui element di structura mecanismului, care poate fi mult mai complexa.

Prin lant cinematic se intelege un ansamblu de elemente legate intre ele prin cuple cinematice. Rangul j al unui element este egal cu numarul de cuple cinematice prin care acesta se leaga cu celelalte elemente.