حرکت سینماتیک

۱٫ ۱) سينماتيك
سينماتيك ماشينها عبارت از مطالعه و تجزيه و تحليلي راجع به حركت نسبي اجزاء ماشينها مي باشد. در اين تجزيه و تحليل تغيير مكان، سرعت و شتاب مورد نظر قرار خواهد گرفت.
۲٫ ۱) ديناميك

ديناميك ماشين با نيروهاي وارد بر اجزاء يك ماشين و حركات ناشي از اين نيروها سر و كار دارد.
۳٫ ۱) ماشين
يك ماشين وسيله اي است براي تغيير فرم و انتقال انرژي. اين ماشين اغلب اوقات از تركيب تعدادي قطعات ثابت و متحرك مشخص مي گردد كه به منظور تنظيم قدرت منشاء و كاري كه مي بايست انجام شود بين آنها قرار مي گيرد.
۴٫ ۱) دياگرام سينماتيكي

ن معمولاً دياگرامي از اجزاء به گونه اي رسم مي گردد كه در رسم آنها از اندازه هايي استفاده مي گردد كه در حركت اجزاء مؤثر مي باشند. دياگرام نشان داده شده در شكل ۱٫۱ اجزاء اصلي موتور ديزل نشان داده مي شود.
۱٫۵) مكانيزم
يك زنجيره سينماتيكي عبارت از يك مجموعه ميله هاي صلب مي باشد كه ضمن اتصال يا تماس به يكديگر مي توانند نسبت به يكديگر داراي حركت نسبي باشند. اگر يكي از ميله ها ثابت بوده و حركت يكي از ميله هاي ديگر به وضعيت جديد موجب حركت ساير ميله ها در وضعيتهاي مشخص و قابل پيش بيني گردد مجموعه را زنجيره سينماتيكي مقيد مي نامند، اگر يكي از ميله ها ثابت درنظر گرفته شده و حركت يكي از ميله هاي ديگر به وضعيت جديد موجب حركت ساير ميله ها در

وضعيتهاي مشخص و قابل پيش بيني نگردد آنگاه مجموعه را زنجيره سينماتيكي غيرمقيد مي نامند. يك زنجيرة سينماتيكي مقيد را موقعي يك مكانيزم مي نامند كه اگر مثلاً مطابق شكل ۱٫۱ ميله ۱ ثابت بوده باشد پيستون و ميله رابط (شاتون) به ازاي هر موقعيت مشخص لنگ داراي موقعيتي مشخص و معين بوده باشند. بنابراين مجموعه يك زنجيره سينماتيكي مقيد و يا يك مكانيزم مي باشد.
۶٫ ۱) حركت در صفحه
موقعي يك جسم داراي حركت در صفحه خواهد بود كه تمام نقاط آن در صفحاتي موازي با يك صفحه مبنا حركت نمايد. اين صفحه مبنا، را صفحه حركت مي نامند. حركت در صفحه مي تواند يكي از سه نوع انتقالي، دوراني و تركيب انتقالي و دوراني باشد.
اگر جسمي طوري حركت كند كه تمام خطوط مستقيم واقع برروي آن همواره وضعيت هايي موازي همديگر داشته باشند جسم داراي انتقال خواهد بود. حركت انتقالي مستقيم الخط حركتي است كه در آن تمام نقاط واقع برروي جسم در امتداد خطي مستقيم حركت مي نمايند.
۸٫ ۱) دوران
در دوران فاصله تمام نقاط واقع برروي جسم نسبت به خط عمود بر صفحه حركت ثابت باقي خواهد ماند.
۹٫ ۱) انتقال و دوران

اغلب قطعات ماشينها حركتي مركب از دوران و انتقال مي باشند.
۱۰٫ ۱) حركت مارپيچي
يك نقطه كه در فاصله ثابت از محوري دوران نموده و همزمان در امتداد اين محور حركت نمايد داراي حركت مارپيچي مي باشد. يك جسم موقعي داراي حركت مارپيچي مي باشد كه هر نقطه آن يك مارپيچ را طي نمايد.
۱۱٫ ۱) حركت كروي
يك نقطه موقعي داراي حركت كروي مي باشد كه ضمن حركت در فضاي سه بعدي فاصله اش نسبت به نقطه يا ثابت تغيير ننموده و ثابت باقي بماند. يك جسم موقعي داراي حركت كروي است كه هر نقطه آن داراي حركت كروي باشد.
بخش دوم: مكانيزمهاي ميله اي Linkage
1. 2) مكانيزمهاي چهار ميله اي
يكي از متداولترين و مفيدترين مكانيزمها مكانيزم چهار ميله اي است. در شكل ۱٫ ۲ يك مكانيزم چهار ميله اي نشان داده شده
۲٫ ۲) مكانيزم چهار ميله اي با لنگهاي موازي

لنگهاي ۲ و ۴ در شكل ۲٫۲ داراي طولهاي مساوي بوده و طول ميله رابط ۳ برابر خط المركزين ۴O2O مي باشد.
۳٫ ۲) مكانيزم چهار ميله اي با لنگهاي مساوي و غير موازي
لنگهاي ۲ و ۴ از شكل ۳٫ ۲ دراي طولهاي مساوي بوده و طول ميلة رابط ۳ برابر طول خط المركزين ۴O2O مي باشد.
۴٫ ۲) مكانيزم لنگ – آونگ Crank and rocker
لنگ شماره ۲ از مكانيزم نشان داده شده در شكل ۴٫ ۲ حول محور۲O دوران كامل نموده و از طريق ميلة رابط شماره ۳ موجب نوسان لنگ شماره ۴ حول نقطه ۴O مي گردد.
۵٫ ۲) مكانيزم با لنگهاي دوراني دوبل يا لنگ لنگ drang Link

شكل ۵٫ ۲ يك مكانيزم چهار ميله اي را نشان مي دهد كه كوتاهترين عضو آن ميلة ثابت است. چنين مكانيزمي با لنگهاي دوراني موسوم مي باشد.
۶٫ ۲) مكانيزم لنگ – لغزنده Slider-Crank meckanism
مكانيزم لنگ – لغزنده داراي موارد استعمال متعدد مي باشد. يك نمونه متداول از كاربرد اين مكانيزم در موتورهاي ديزل و بنزين يافت شده كه در آنها فشار گاز به پيستون يعني عضو شمارة ۴ وارد مي گردد.
۷٫ ۲) مكانيزم رفت و آمدي Scotchy yoke
مكانيزم رفت و آمدي نشان داده در شكل ۷٫ ۲ برگرداني از يك مكانيزم لنگ – لغزنده مي باشد. اين مكانيزم رفت و آمدي معادل مكانيزم لنگ و لغزنده اي است كه طول ميلة رابط آن بينهايت مي باشد. بدين ترتيب لغزندة آن داراي حركات نوساني ساده خواهد بود. از اين مكانيزم در ماشينهاي آزمايش به منظور نشان دادن ارتعاشي كه داراي حركات نوساني ساده مي باشد استفاده مي گردد.

۸٫ ۲) انواع مكانيزمهاي برگشت سريع Quick return Mechanism
اين مكانيزم ضمن ثابت بودن سرعت زاويه اي لنگ قادر است ابزار برش ماشين را كه داراي حركت رفت و آمدي است خيلي آرام به جلو برده ولي سريع به عقب برگرداند. بعضي از انواع متداول آن پايين شرح داده خواهد شد.
۱٫ ۸٫ ۲) مكانيزم صفحه تراش Crank Shaper
2. 8. 2) مكانيزم ويت ورث With worth
اين مكانيزم كه در شكل ۹٫ ۲ نشان داده شده است.
۳٫ ۸٫ ۲) مكانيزم با لنگهاي دوراني دوبل drong Link
ميله هاي ۱، ۲، ۳ و ۴ از اين مكانيزم كه در شكل ۱۰٫ ۲ نشان داده شده است. يك مكانيزم با لنگهاي دوراني دوبل را نشان مي دهند.
۴٫ ۸٫ ۲) مكانيزم لنگ – آونگ انحرافي Ofset Slider Crank

مكانيزم لنگ را مي توان مطابق شكل ۱۱٫ ۲ به گونه اي طراحي نمود كه ابتدا حركت لغزنده از محور لنگ مرور محور لنگ داراي انحراف y بوده باشد كه بدين ترتيب امتداد مسير حركت لغزنده از محور لنگ مرور نخواهد كرد.
۹٫ ۲) مكانيزمهاي خط مستقيم Srtaight-Line Mechanisms
مكانيزمهاي خط مستقيم مكانيزمهايي مي باشند كه يك نقطة واقع بر آنها بدون آنكه به وسيلة قيدي هدايت شوند در امتداد خطي مستقيم و يا تقريباً مستقيم حركت مي كند.
برخي از انواع متداول مكانيزم هاي خط مستقيم:

 

۱۰٫ ۲) مكانيزمهاي موازي Parallel Mechanism
اين دسته از مكانيزمها حركتهاي موازي را پديد مي آورند. دستگاه كپيه (pantograph) نشان داده شده در شكل ۱۷٫ ۲ براي بزرگ كردن و يا كوچك كردن حركتها مورد استفاده قرار مي گيرد.
كاربرد ديگر مكانيزمهاي موازي كه همه ما كم و بيش با آن آشنا مي باشيم دستگاههاي نقشه كشي است كه يك نمونه آن در شكل ۱۸٫ ۲ نشان داده شده است.
۱۱٫ ۲) مكانيزمهاي تاگل Toggle Mechanisms
از اين مكانيزم در مواردي استفاده مي گردد كه مي بايست نيرويي نسبتاً زياد در فاصله اي كوتاه انتقال يابد. در شكل ۱۹٫ ۲ ميله هاي شماره ۴ و ۵ داراي طولهاي مساوي مي باشند.
۱۲٫ ۲) كوپلينگ الدهم Oldham Coupling
كوپلينگ الدهم مكانيزمي است براي ارتباط دو شفت با محورهاي موازي كه در يك امتداد نبوده باشند.
۱۴٫ ۲) مكانيزمهاي نوبه اي Intermittent – motion mechanisms
يك مكانيزم نوبه اي مكانيزمي است كه حركت مداوم را به حركت نوبه اي تبديل مي كند. اين مكانيزم ها اغلب در ماشينهاي ابزار براي حركت يك شفت كه سرعت شروع و اختتام آن صفر مي باشد مورد استفاده قرار مي گيرند.

۱۵٫ ۲) مكانيزم ژنوا Geneva wheel
16. 2) جغجغه ها Ratchets
از جغحغه ها براي تبديل حركت دوراني و انتقالي به حركت دوراني و يا انتقالي نوبه اي استفاده مي گردد. در شكل ۲۳٫ ۲ عضو شماره ۲، به چرخ جغجغه و عضو شماره ۳ به زبانه موسوم مي باشند.

۱۷٫ ۲) پرگار بيضي كش Elliptic trommel
پرگار وسيله اي براي رسم بيضي ها بازوي شماره ۳ به لغزنده هاي ۲ و ۴ كه در شكاف قطعه شماره ۱ حركت مي كنند پرچ شده و نقطه P برروي يك منحني حركت مي كند.
بخش سوم: بادامك ها
۱٫ ۳) تعويض بادامك
بادامك عضوي از ماشين بوده كه با شكل نامنظم خود به عنوان يك محرك، حركت را به عضو ديگري با نام پيرو انتقال مي دهد. پرو ممكن است در روي بادامك غلتشي بوده و يا لغزشي. بادامك به دليل آنكه در عين سادگي قادر به تأمين هر نوع حركت پيرو مي باشند، از مكانيزمهاي بسيار مهم محسوب مي گردند. از اين رو جزو اجزايي قرار دارند كه اغلب در ماشينها مخصوصاً ماشينهاي اتوماتيك مثل ماشينهاي چاپ، ماشينهاي ابزار، ماشينهاي احتراق داخلي و حسابگرهاي مكانيكي مورد استفاده قرار مي گيرند.
(الف) بادامك ديسكي يا صفحه اي با پيرو غلطك دار انتقالي

. (ب) بادامك انتقالي يا گوه اي با پيرو غلطك دار انتقالي. (پ) بادامك استوانه اي با پيرو غلطك دار انتقالي. (ت) بادامك مخروطي با پيرو انتقالي. (ث) بادامك تخت با پيرو نوساني. (ج) بادامك كروي با پيرو نوساني.
(الف) پيرو سطح تخت نوساني. (ب) پرو غلطك دار نوساني ۰دايروي). (پ) پيرو نقطه اي نوساني (دايروي). (ت) پرو سطح تخت نوساني. (ث) پيرو غلطك دار نوساني. (ج) پرو سطح كروي نوساني. (چ) پيرو انتقالي برگشتا مثبت با قطر ثابت بادامك. (ح) پرو انتقالي جفت غلطكي با جفت بادامك.

پيش گفتار
در اين فصل، طريقه افزودن حركت، را به مدلي كه قبلاً در يك نرم افزار ۳D ايجاد شده است، تشريح مي شود.
شما مي توانيد مجموعه ها را به صورتي در ۳D ايجاد كنيد كه به همان زيبايي در Working Model 3D نيز به نمايش درآيند. هنگامي كه مجموعه هايي «با قابليت حركت» را ايجاد مي كنيد، مي توانيد آنها را به راحتي به محيط كار آورده و به سرعت شبيه سازي نماييد.
در اين فصل، حركت را به مجموعه اي كه بدون هيچ حركتي به هم وصل شده است. اگرچه شما بايد چندين قيد را كه از مدل ۳D آورده شده اند، حذف كنيد؛ ولي با اين كار Working Model 3D شبيه سازي مجموعه را آسانتر انجام خواهد داد.
براي اتمام اين بخش لازم است كه شما برنامه هاي Solid Works 98 (ويرايش سال ۸۳/۱۹۹۸ يا بالاتر) و Working Model for Solid Works را قبلاً روي كامپيوتر خود نصب كرده باشيد.
۱٫۱) آوردن يك مدل ۳D
1) برنامه Solid Works را به راه بياندازيد.

۲) فايل Piston.sldasm را كه در دايركتورزي زير قرار دارد انتخاب كنيد.
Program Files\Working Model 3D\Tutorials\Exercise\Solid Works
به ياد داشته باشيد كه منوي Motion از نوار منوي Solid Works ظاهر مي شود.
Motion
Simulate Motion
Working Model Help
About Working Model…
۳) از منوي Motion، Simulate Motion را انتخاب نماييد.
اگر اين نخستين باري است كه يك فايل را از Solid Works مي آوريد Working Model 3D به شما اجبار مي كند كه مدل آموزشي را در اين بخش ملاحظه كنيد. هنگامي كه شما مدل آموزشي را منفصل و از هم جدا مي كنيد و دوباره Simulate Motion را انتخاب مي كنيد، برنامه Working Model 3D for Solid Works اجزاء مجموعه و قيدهاي آن را در اجسام و مفصل هاي Working Model نشان داده و در همان دايركتوري يك مدل جديد و به هم متصل شده را تحت عنوان Piston.wm3 ايجاد مي كند. در حين اينكه Working Model 3D هندسة مدل را منتقل مي كند، مراحل در كادر محاوره اي Preparing Simulation نشان داده مي شود.

هنگامي كه تمام مراحل به پايان رسيد برنامه Working Model 3D CAD Associativity نشان داده مي شود. در آن تمام موضوعاتي از Working Model 3D كه با موضوعات مدل Solid Works مشترك هستند، ليست شده است.
۴) براي بستن كادر محاوره اي CAD Associativity روي دكمه OK كليك كنيد. Working Model 3D به شما اجبار مي كند كه Constrating Navigator را اجرا كنيد.
۵) براي اجراي Constraint Navigator روي دكمه Yes كليك كنيد.

مدل متصل شده در پنجرة Working Model 3D نشان داده مي شود. همچنين Constraint Navigator در پنجرة ترسيم ظاهر مي شود.
استفاده از Constraint Navigator
Constraint Navigator به شما امكان يافتن رابطه موجود ميان اجسام، زيرمجموعه ها و قيدها را مي دهد. به اين سبب است كه بتوانيد شبيه سازي را تأييد و يا اصلاح كنيد. تمرين اين قسمت به شما نشان مي دهد كه چگونه با استفاده از Constraint Navigator مدل وارد شده را چك كنيد.
هنگامي كه مدل CAD توسط Working Model 3D فرستاده مي شوند، خودش بين قسمتهاي

مجموعه مفصل هايي قرار مي دهد كه نوع مفصل ها بستگي به قيدها و هندسة مدل CAD دارد.
اگر مفاصلي كه توسط Working Model 3D ايجاد شده اند، درجة آزادي مقتضي را نداشته باشند، در هنگام اجراي شبيه سازي قسمت ها نمي توانند به طور دلخواه حركت كنند، براي حل اين مشكل، بايد مفاصل را اصلاح كرد، آنها را طوري ميزان كنيد كه حركت مطلوب انجام شود.
در اين مرحله، شما مفصل ها را بر اساس درجة آزادي مطلوبشان، ميزان خواهيد نمود.

۱) روي دكمه Next Constraint كليك كنيد.
مفصل چرخان يا همان “Concentric 1” توسط مكعبي احاطه شده است.
۲) از Constraint Navigator روي دكمه Move كليك نموده، در اطراف ميل لنگ نيز يك بار كليك كنيد. سپس موس را حركت دهيد.

اين آزمايش، تست آزادي حركت قيد است. نتيجه آنكه قيد صحيح است.
۳) روي دكمه Next Constraint كليك كنيد
مفصل چرخان يا همان “Concentric 2” توسط مكعبي احاطه مي شود.