Кинемо а тика механ і змов, розділ теорії машин і механізмів, в якому вивчають геометричну сторону руху частин (ланок) механізму, нехтуючи викликають його причинами. Дослідження К. м. Грунтуються на положенні про те, що будь-який механізм складається з рухливо сполучених твердих тіл - ланок, руху яких визначаються рухом одного або декількох ланок, званих ведучими.
К. м. Вирішує завдання кінематичного аналізу та кінематичного синтезу (див. синтез механізмів ). Основні завдання кінематичного аналізу: визначення положень ланок, траєкторій окремих точок механізму, кутових швидкостей і прискорень ланок, лінійних швидкостей і прискорень окремих точок механізму. Для вирішення кожного з цих завдань повинні бути задані постійні геометричні параметри механізму, що визначають його кінематичні властивості і закони руху провідних ланок. Наприклад, для плоского шарнірного механізму (рис. 1) повинні бути відомі відстані між центрами шарнірів і закон руху провідної ланки АВ. Для кулачкового механізму (рис. 2) повинні бути задані профіль кулачка 1 і закон його руху, радіус ролика 3, відстані між центрами шарнірів С і D, А і D. Положення ланок визначають графічними і аналітичними методами.
Простіші графічні методи полягають в наступному. Якщо для механізму (рис. 1) відомо положення ланки АВ і відстані між центрами шарнірів, можна положення всіх інших ланок визначити зарубками циркуля. Таким чином, завдання для плоских механізмів завжди може бути зведена до визначення точок перетину плоских кривих. Графічні побудови для просторових механізмів ускладнюються, тому що вони пов'язані з визначенням ліній і точок перетину просторових фігур. Однак в межах точності графічних побудов завжди можна побудувати положення всіх ланок плоских і просторових механізмів будь-якої складності.
Аналітичні методи дозволяють визначати положення ланок із заздалегідь заданою точністю. Завдання зводиться до вирішення системи нелінійних рівнянь. Для типових механізмів розроблені програми обчислень на ЕОМ.
Траєкторії окремих точок механізму визначають зазвичай спільно з визначенням положень ланок, причому виконується графічне побудова або аналітичне дослідження тільки тих траєкторій, від вигляду яких залежить рух робочих органів механізму. Траєкторії, описувані точками механізму, вельми різноманітні і в деяких випадках є складні плоскі або просторові криві. Наприклад, траєкторія, що описується точкою М (рис. 1), є кривій алгебри 6-го порядку. Траєкторії точок, що лежать на ланці ME, представляють вже криві 14-го порядку.
Визначення швидкостей ланок і окремих точок механізмів - найбільш розроблений розділ К. м., Який володіє графічними методами кінематичних діаграм і планів швидкостей і аналітичним методом. Для визначення швидкостей будь-якої точки будують діаграму зміни шляху цієї точки по часу, використовуючи дані, отримані при визначенні положень ланок, а потім, застосовуючи графічне диференціювання, будують діаграму зміни швидкості за часом (див. графічні обчислення ). Це метод найбільш простий, однак характеризується низькою точністю. Метод планів швидкостей застосовний для плоских і просторових механізмів. При побудові планів швидкостей використовують співвідношення між векторами швидкостей різних точок механізму. Точність методу планів швидкостей, як і будь-якого графічного методу, обмежена, тому при дослідженні механізмів, для яких потрібна підвищена точність кінематичного розрахунку, переважно застосування аналітичних методів, які завжди можна звести до системи лінійних рівнянь.
Прискорення точок механізму визначають за планами прискорень і аналітичним методом (рішення систем лінійних рівнянь). Метод кінематичних діаграм для визначення прискорень, як правило, не застосовується, так як його точність залежить від точності графічного диференціювання, попередньо побудованої діаграми зміни швидкості за часом, т. Е. При вирішенні, можливо, накопичення помилок. Для деяких швидкохідних механізмів визначають не тільки прискорення 1-го порядку, а й прискорення 2-го порядку, які іноді називають ривками. Якщо точка здійснює прямолінійний рух, то прискорення 2-го порядку дорівнює першої похідної від прискорення 1-го порядку за часом або третьої похідної від шляху за часом. Прискорення 2-го порядку знаходять за планом ривків або аналітичним методом (рішення системи лінійних рівнянь).
Завдання кінематичного синтезу механізмів є зворотними розглянутим завданням кінематичного аналізу. Шуканими величинами в них є постійні параметри механізму, які визначаються за заданими кінематичними умовами, тобто по траєкторіях деяких точок ланок механізму, швидкості і прискорення ланок і окремих точок. Завдання синтезу механізмів відрізняються більшою складністю, ніж завдання кінематичного аналізу.
Літ .: Артоболевский І. І., Теорія механізмів, 2 вид., М., 1967; Добровольський В. В., Теорія механізмів, 2 вид., М., 1953.
І. І. Артоболевский, Н. І. Левитський.
Мал. 2. Кулачковий механізм.
Мал. 1. Плоский шарнірний механізм.
