Kloubové mechanismy Vysoká škola technická a ekonomická v Českých Budějovicích Institute of Technology And Business In České Budějovice

Tento učební materiál vznikl v rámci projektu "Integrace a podpora studentů se specifickými vzdělávacími potřebami na Vysoké škole technické a ekonomické v Českých Budějovicích" s registračním číslem CZ.1.07/2.2.00/29.0019. Tento projekt je spolufinancován Evropským sociálním fondem a státním rozpočtem České republiky.

Charakteristika a využití U kloubových mechanismů se mění otáčivý pohyb na periodický (kyvný) nebo naopak. Konstrukcí kloubových mechanismů je mnoho. Vždy mají nejméně 4 části (členy) spojené navzájem prostřednictvím otočných kloubů. Jeden z členů je nehybný rám mechanismu, ostatní se vůči němu pohybují. Všechny body pohyblivých členů opisují různé dráhy (trajektorie). Nejčastěji jsou používány čtyřkloubové mechanismy, které jsou tvořeny hnacím členem, hnaným členem a spojovacím členem.

Charakteristika a využití Hnací člen - klika, je otočně uložená na rámu stroje a koná rotační nebo kyvný pohyb – ten se přenáší na hnaný člen pomocí spojovacího členu. Hnaný člen - klika, je otočně uložená na rámu stroje a koná rotační nebo kyvný pohyb. Má-li hnaná klika stejný nebo menší poloměr jako hnací - koná rotační pohyb, je-li poloměr hnané kliky větší - koná kývavý pohyb. Spojovací člen koná obecný pohyb. Pracovním členem může být hnaný člen i spojovací člen. Pro otočná uložení pák a klik se u rovinných mechanismů často používají ložiska, a to jak kluzná, tak valivá. Využití kloubových mechanizmů je různé - využívají se například v textilní a zemědělské technice (kombajny) u hoblovaček, pístových strojů atd.

Charakteristika a využití Kloubové mechanismy patří do skupiny mechanismů pro transformaci pohybu – nazývají se také kinematické mechanismy. Výhody kloubových mechanismů: jednoduchá výroba snadná údržba Nevýhody kloubových mechanismů: velká hmotnost a prostor velké setrvačné síly malá přesnost přenášené funkce

Použití kyvného mechanismu a) pumpa pro čerpání ropy, b) hnětací stroj

Rozdělení kloubových mechanizmů Klikovahadlový Skládá se z rámu (nehybný člen), kliky (hnací člen – nejkratší), ojnice a vahadla (hnaný člen). Příklad – mechanismus hnětacích strojů.

Dvouklikový Skládá se z rámu (nejkratší člen) a s ostatních členů, které se mohou otáčet.

Dvouvahadlový Skládá se z ojnice (nejkratší člen) a s ostatních členů, které se mohou jen kývat.

Paralelogramový Klika je stejně dlouhá a rovnoběžná s vahadlem. Příklad použití – zvedací zařízení dílenských nebo dopravních vozíků, ovládání dveří pece.

Antiparalelogramový Klika je stejně dlouhá a rovnoběžná s vahadlem, ale obě části jsou protilehlé.

Výpočty kloubových mechanizmů Grashofova podmínka Je-li pro čtyřkloubový mechanismus splněna Grashofova nerovnost, pak existuje alespoň jeden člen, který se může otáčet v rozsahu 360°. Takové mechanismy se někdy označují jako Grashofovy.   𝑘+𝑑≤𝑝+𝑟 kde k je délka nejkratšího členu d je délka nejdelšího členu p, r jsou délky zbývajících členů

Grasshofova podmínka pro čtyřkloubový mechanizmus

Silové poměry Působí-li na hnacím členu v bodě B síla FB, můžeme ji rozložit na její složky. Složka FBC se přenese ve stejné velikosti a směru do bodu C. V tomto bodě se dále rozloží na dvě kolmé složky. Obvodová síla hnacím členu FB byla převedena na obvodovou sílu FC hnaného členu, která vytváří krouticí moment. Proto je optimální úhel μ mezi členem 3 a 4 roven 90º, měl by se pohybovat v rozmezí maximálně 45º až 135º.

Silové poměry kloubových mechanizmů