Механическое соединение — это часть машины , которая используется для соединения одной или нескольких механических частей с другой. Механические соединения могут быть временными или постоянными; большинство типов предназначены для разборки. Большинство механических соединений предназначены для обеспечения относительного движения этих механических частей машины в одной степени свободы и ограничения движения в одной или нескольких других. [1]
Шарнирное соединение, также называемое вращательным соединением, представляет собой кинематическую пару с одной степенью свободы . Оно ограничивает движение двух тел чистым вращением вдоль общей оси. Соединение не допускает поступательного или скользящего линейного движения. Обычно это осуществляется с помощью вращающегося подшипника . Оно обеспечивает цилиндрическую контактную область, что делает его низшей кинематической парой , также называемой полным соединением.
Призматическое соединение обеспечивает линейное скользящее движение между двумя телами и часто называется ползунком, как в кривошипно-ползунковой связи . Призматическая пара также называется скользящей парой. Призматическое соединение может быть сформировано с многоугольным поперечным сечением для сопротивления вращению.
Относительное положение двух тел, соединенных призматическим шарниром, определяется величиной линейного скольжения одного относительно другого. Это однопараметрическое движение определяет этот шарнир как кинематическую пару с одной степенью свободы . [2]
Призматические соединения обеспечивают одноосное скольжение, часто встречающееся в гидравлических и пневматических цилиндрах . [3]
В автомобиле шаровые шарниры представляют собой сферические подшипники , которые соединяют рычаги управления с поворотными кулаками . Они используются практически на каждом произведенном автомобиле [4] и работают аналогично шаровой конструкции тазобедренного сустава человека [5] .
Шаровой шарнир состоит из опорного пальца и гнезда, заключенных в корпус; все эти детали изготовлены из стали . Опорный палец имеет коническую форму и резьбу и вставляется в коническое отверстие в поворотном кулаке. Защитный кожух предотвращает попадание грязи в узел шарнира. Обычно это резиноподобный чехол, который допускает движение и расширение смазки . Шаровые шарниры управления движением, как правило, удерживаются внутренней пружиной, что помогает предотвратить проблемы с вибрацией в тяге.
«Смещенный» шаровой шарнир обеспечивает средства движения в системах, где присутствуют тепловое расширение и сжатие, удары, сейсмические колебания, крутильные движения и силы. [6]
В основном это используется для жесткого соединения двух стержней, которые передают движение в осевом направлении без вращения. Эти соединения могут подвергаться растягивающим или сжимающим усилиям вдоль осей стержней. Весьма известным примером является соединение удлинения поршневого штока с шатуном в узле крестовины.
Преимущества:
Приложение:
Болтовое соединение — это механическое соединение, которое является самым популярным выбором для соединения двух элементов. Его легко проектировать и легко приобретать детали, что делает его очень популярным выбором конструкции для многих применений.
Преимущество:
Недостаток:
Приложение: