Кинематическая муфта описывает приспособления, предназначенные для точного закрепления рассматриваемой детали, обеспечивая точность и определенность местоположения. Канонический пример кинематической муфты состоит из трех радиальных V-образных канавок в одной части, которые сопрягаются с тремя полусферами в другой части. У каждого полушария есть две точки контакта, всего шесть точек контакта, которых достаточно, чтобы ограничить все шесть степеней свободы детали . Альтернативный дизайн состоит из трех полусфер на одной части, которые входят соответственно в четырехгранную вмятину, V-образную канавку и плоскость. [1]
Фон [ править ]
Кинематические соединения возникли из-за необходимости прецизионного соединения между структурными интерфейсами, которые должны были регулярно разбираться и собираться вместе.
Kelvin Coupling [ править ]
Муфта Кельвина названа в честь Уильяма Томпсона (лорда Кельвина), который опубликовал проект в 1868–1871 годах. [2] Он состоит из трех сферических поверхностей, опирающихся на вогнутый тетраэдр , V-образной канавки, направленной в сторону тетраэдра, и плоской пластины. Тетраэдр обеспечивает три точки контакта, в то время как V-образная канавка обеспечивает две, а плоскость обеспечивает одну, всего требуемые шесть точек контакта. Преимущества этой конструкции заключаются в том, что центр вращения расположен в тетраэдре, однако при высоких нагрузках возникают проблемы с контактным напряжением. [1]
Муфта Максвелла [ править ]
Принципы этой соединительной системы были первоначально опубликованы Джеймсом Клерком Максвеллом в 1871 году. [2] Кинематическая система Максвелла состоит из трех V-образных канавок, ориентированных к центру детали, а сопрягаемая часть имеет три изогнутые поверхности, которые прилегают друг к другу. вниз в три канавки. [1] Каждая из трех V-образных канавок обеспечивает две точки контакта, всего шесть. Эта конструкция выигрывает от симметрии и, следовательно, более простых технологий изготовления. Кроме того, муфта Максвелла является термостойкой благодаря этой симметрии, поскольку изогнутые поверхности могут расширяться или сжиматься в унисон в v-образных канавках. [2]
Теория [ править ]
Воспроизводимость и точность кинематической муфты проистекают из идеи точного расчета ограничений . Принцип точного ограничения конструкции состоит в том, что количество точек ограничения должно быть равно количеству ограничиваемых степеней свободы. [1] В механической системе существует шесть потенциальных степеней свободы. Есть три линейных степени свободы, оси «x», «y» и «z», и три степени свободы вращения вокруг каждой оси, обычно называемые тангажем, креном и рысканием. [2]Если система не имеет ограничений, две части могут свободно перемещаться по одной из степеней свободы. Если система чрезмерно ограничена, это может привести к ее разрушению при деформации, при проектировании чрезмерно ограниченной системы необходимо проявлять особую осторожность. Кинематические муфты контактируют только с количеством точек, равным количеству степеней свободы, которые должны быть ограничены, и поэтому являются предсказуемыми.
См. Также [ править ]
Ссылки [ править ]
- ^ a b c d Слокум, Александр. «Кинематические муфты: обзор принципов проектирования и применения». Elsevier BV hdl : 1721.1 / 69013 . Цитировать журнал требует
|journal=( помощь ) - ^ а б в г Bal-tec. «Кинематическая энциклопедия» . Bal-tec . Проверено 5 октября +2016 . CS1 maint: обескураженный параметр ( ссылка )
Внешние ссылки [ править ]
