Ағылшыншамен салыстырыңыз: абзацты басыңыз — түпнұсқа терезеде ашылады. Абзац астындағы EN түймесі оны мәтін ішінде көрсетеді.
Мазмұны
Кіріспе
Бөлімнің барлық еркіндік дәрежесін шектейтін құрылғы Кинематикалық біріктіру - бұл дәлдік пен орнықтылықты қамтамасыз ете отырып, тиісті бөлікті дәл шектеуге арналған құрылғыларды сипаттайды. Кинематикалық жұпталыстың каноникалық мысалы бір бөлігінде үш радиалдық v саңылаудан тұрады, олар басқа бөлігінде үш жарты шармен жұптасады. Әр жарты шарда екі түйісу нүктесі бар, барлығы алты түйісу нүктесі бар, бұл бөлшектің барлық алты еркіндік дәрежесін шектеуге жеткілікті. Ал, басқаша дизайн бір бөлігінде тетраэдрлі, V-қазықты және жазықтыққа сәйкес келетін үш жарты шардан тұрады.
Fixture which constrains all degrees of freedom of a part
Kinematic coupling describes fixtures designed to exactly constrain the part in question, providing precision and certainty of location. A canonical example of a kinematic coupling consists of three radial v grooves in one part that mate with three hemispheres in another part. Each hemisphere has two contact points for a total of six contact points, enough to constrain all six of the part's degrees of freedom. An alternative design consists of three hemispheres on one part that fit respectively into a tetrahedral dent, a v groove, and a flat.
Өмірбаян
Кинематикалық қосқыштар жүйелі түрде бөлшектеліп, қайта құрастырылатын құрылымдық интерфейстерді дәл біріктіру қажеттілігінен пайда болды.
Kinematic couplings arose from the need of precision coupling between structural interfaces that were meant to be routinely taken apart and put back together.
Келвин Куплинг
Келвин қосқышы Уильям Томпсонның (Лорд Келвин) есімімен аталған, ол 1868 жылы дизайнын жариялаған. Ол тиісінше қуыс тетраэдрге, тетраэдрге қарай бағытталған V ойыққа және жазық тақтаға сүйенетін үш шар тәрізді беттерден тұрады. Тетраэдр үш түйісу нүктесін, ал V саңылау екі және жазық бір түйісу нүктесін қамтамасыз етеді, жалпы алғанда алты түйісу нүктесі қажет. Бұл конструкцияның артықшылығы - айналу орталығы тетраэдрде орналасқан, алайда ол жоғары жүктемеде байланыс кернеуінен зардап шегеді.
The Kelvin coupling is named after William Thompson (Lord Kelvin) who published the design in 1868–71. It consists of three spherical surfaces that rest respectively on a concave tetrahedron, a V groove pointing towards the tetrahedron and a flat plate. The tetrahedron provides three contact points, while the V groove provides two and the flat provides one, for a total required six contact points. The benefit of this design is that the center of rotation is located at the tetrahedron, however, it suffers from contact stress problems in high load applications.
Максвелл қосқышы
Бұл қосқыш жүйенің принциптерін алғаш рет 1871 жылы Джеймс Клерк Максвелл жариялады. Максвелл кинематикалық жүйесі бөлшектің ортасына бағытталған үш V пішінді саңылаудан тұрады, ал жұптасу бөлігі үш саңылауға отыратын үш қисық бетке ие. Үш V саңылаудың әрқайсысы жалпы алты контакттық нүктеге екі контакттық нүкте береді. Бұл конструкция симметриядан және осының арқасында өндіріс әдістерінен пайда алады. Сонымен қатар, Максвелл қосындысы осы симметрияға байланысты термикалық тұрақты, өйткені қисық беттер v саңылауларында бір мезгілде кеңейе немесе жиырылады.
The principles of this coupling system were originally published by James Clerk Maxwell in 1871. The Maxwell Kinematic system consists of three V shaped grooves that are oriented to the center of the part, while the mating part has three curved surfaces that sit down into the three grooves. Each of the three v grooves provides two contact points for a total of six. This design benefits from symmetry and therefore easier manufacturing techniques. Also, the Maxwell coupling is thermally stable due to this symmetry as the curved surfaces can expand or contract in unison in the v grooves.
Теория
Кинематикалық жұпталыстың қайталануы мен дәлдігі нақты шектеу дизайны идеясынан туындайды. Дәл шектеуді жобалау принципі бойынша шектеу нүктелерінің саны шектеуге жататын еркіндік дәрежесінің санына тең болуы керек. Механикалық жүйеде еркіндіктің алты потенциалдық дәрежесі бар. "X", "Y" және "Z" осьтері бойымен үш сызықтық еркіндік дәрежесі (аударма деп те аталады) және әр осьтің айналасында үш айналымдық еркіндік дәрежесі бар, олар әдетте дөңгелек, сопақша және сопақша деп аталады. Егер жүйе шектелмесе, онда бөлшектер бір-біріне қатысты еркін қозғалады. Егер жүйе тым көп шектелсе, ол, мысалы, жылулық кеңеюдің әсерінен жағымсыз түрде деформациялануы мүмкін. Кинематикалық ілесу конструкциялары тек қана шектеуге жататын еркіндік дәрежесінің санына тең нүктелер санымен жанасады және сондықтан болжауға болады.
The reproducibility and the precision of a kinematic coupling come from the idea of exact constraint design. The principle of exact constraint design is that the number of points of constraint should be equal to the number of degrees of freedom to be constrained. In a mechanical system there are six potential degrees of freedom. There are three linear degrees of freedom (also known as translation) along the "x", "y", and "z" axis, and three rotational degrees of freedom around each axis commonly called roll, pitch and yaw. If a system is under constrained, then parts are free to move with respect to each other. If the system is over constrained, it may undesirably deform under the influences of, for example, thermal expansion. Kinematic coupling designs only make contact with the number of points equal to the number of degrees of freedom that are to be restrained and therefore are predictable.