Понятие звена в механике
В теории механизмов и машин звеном называют элемент конструкции, представляющий собой либо одно абсолютно твердое тело, либо жесткое соединение нескольких тел, которые в рамках кинематического анализа рассматриваются как единое целое. Звенья являются основными строительными блоками любого механизма.
Ключевые типы звеньев
Среди всех звеньев механизма выделяют два особо важных типа:
- Начальное (входное) звено — это звено, положение или движение которого задается извне и служит исходной, «обобщенной координатой» для работы всей системы.
- Выходное звено — это звено, которое совершает целевое, искомое движение, и на которое воздействуют основные рабочие силовые факторы (силы и моменты). Именно через него механизм выполняет свою полезную работу.
Классификация механизмов
Механизмы классифицируют по различным признакам, связанным со свойствами и движением их звеньев:
- По характеру движения звеньев в пространстве:
- Плоские — все точки звеньев движутся в параллельных плоскостях.
- Пространственные — траектории точек звеньев являются пространственными кривыми.
- Сферические — особый вид, где все точки звеньев движутся по сферическим поверхностям с общим центром.
- По конструктивному решению и типу передачи движения:
- Рычажные (шарнирно-рычажные) — основаны на соединении звеньев вращательными или поступательными кинематическими парами.
- Кулачковые — движение передается за счет взаимодействия кулачка (звена с переменным профилем) и толкателя.
- Зубчатые и планетарные — используют зацепление зубьев колес для передачи вращения с изменением скорости и момента.
- Манипуляторы и роботы — сложные пространственные механизмы с несколькими степенями свободы, предназначенные для перемещения объектов.