الروابط والرافعات - الأساسيات
الروابط الميكانيكية لديها القدرة على تحويل نوع من القوة إلى واحد مختلف ، وكذلك تحويل الاتجاه إلى اتجاه أو حركة أخرى.
عندما تكون اثنين أو أكثر من الرافعات مترابطة ، فإنها تشكل ما يسمى الارتباط. الارتباط هو آلية تنقل الحركة والقوة بين الرافعات. من خلال الانضمام إلى Levers معًا ، يمكننا إنشاء مجموعة متنوعة من الروابط المختلفة ذات الخصائص والتطبيقات المختلفة.
الروابط البسيطة هي نوع واحد من الروابط التي يمكن إنشاؤها عن طريق الانضمام إلى Levers معًا. تم تصميم هذه الروابط لتغيير اتجاه الحركة وكمية القوة المطبقة. على سبيل المثال ، إذا قمنا بتوصيل اثنين من الرافعات بنقطة محورية ، فيمكننا إنشاء آلية مقص أساسية. بينما نضغط على الرافعين معًا ، يتم نقل الحركة إلى نقطة المحور ، والتي تسبب شفرات المقص في اتجاهات متعاكسة. يتيح لنا هذا الربط البسيط تطبيق القوة في اتجاه واحد وتحويلها إلى اتجاه مختلف للحركة.
يمكن تصميم أنواع أخرى من الروابط لتضخيم أو تقليل كمية القوة المطبقة. عن طريق تغيير طول وتحديد المواقع في الربط ، يمكننا التحكم في الميزة الميكانيكية للنظام. يمكن أن يكون هذا مفيدًا في مجموعة واسعة من التطبيقات ، من الآلات البسيطة مثل المقص إلى الآلات المعقدة المستخدمة في التصنيع والهندسة.
الحركة العكسية في الروابط
تشير الحركة العكسية إلى حركة عنصر الإخراج في الاتجاه المعاكس لعنصر الإدخال. يحدث هذا عندما يتم توصيل عناصر الإدخال والإخراج عن طريق الارتباط الذي يغير اتجاه الحركة.
على سبيل المثال ، فكر في رافعة بسيطة متصلة بربط يغير اتجاه الحركة. إذا دفعنا لأسفل على الرافعة ، فسيقوم الرابط بنقل الحركة إلى عنصر الإخراج ، مما يؤدي إلى تحركه في الاتجاه المعاكس. هذا هو الحركة العكسية لأن عنصر الإخراج يتحرك في الاتجاه المعاكس إلى عنصر الإدخال.
يمكن أن تكون الحركة العكسية مفيدة في العديد من التطبيقات حيث نحتاج إلى نقل الحركة والقوة في اتجاه مختلف عن المدخلات. يمكن تصميم الروابط لإنشاء أنواع مختلفة من الحركة العكسية ، بما في ذلك الحركة المتوازية وحركة الكرنك. تبقي روابط الحركة المتوازية عنصر الإخراج بالتوازي مع عنصر الإدخال ، بينما تقوم روابط حركة الكرنك بتحويل حركة الدوران إلى حركة خطية.
يعد فهم الحركة العكسية وكيف يمكن إنشاؤه باستخدام الروابط أمرًا مهمًا لتصميم الآلات والهندسة والأنظمة الميكانيكية. باستخدام روابط للتحكم في اتجاه ومقدار الحركة والقوة ، يمكننا إنشاء آلات فعالة وفعالة تلبي مجموعة واسعة من الاحتياجات والتطبيقات.
حركة متوازية أو روابط دفع/سحب
إن ارتباط الحركة الموازي ، المعروف أيضًا باسم رابط الانفق بالدفع ، هو نوع من الارتباط الميكانيكي المصمم للحفاظ على مسافة ثابتة بين عناصر الإدخال والمخرجات. هذا يعني أنه عند نقل عنصر الإدخال ، يتحرك عنصر الإخراج في الاتجاه المعاكس بينما يظل بالتوازي مع عنصر الإدخال.
غالبًا ما يتم استخدام روابط الضغط في التطبيقات حيث تحتاج الحركة الخطية إلى نقلها دون أي تغيير في الاتجاه. أحد الأمثلة الشائعة على ذلك هو في تشغيل الأبواب العلوية أو البوابات. يتم استخدام ارتباط الضغط على الدفع لتوصيل الباب أو البوابة بالمحرك ، بحيث عندما يتم تنشيط المحرك ، يتحرك الباب أو البوابة في خط مستقيم دون الإمالة أو الدوران.
يمكن تصميم روابط الدفع باستخدام مجموعة متنوعة من الآليات ، بما في ذلك الرافعات ، السواعد الجرس ، والقضبان. بشكل عام ، تكون هذه الروابط أكثر فعالية عندما يتم تصميمها بتخطيط متوازن ، مما يعني أن عناصر الإدخال والمخرجات متباعدة بالتساوي من نقاط الربط المحوري. هذا يساعد على ضمان أن حركة الإخراج سلسة ومتسقة.
بشكل عام ، تعتبر روابط الحركة أو التوازي المتوازي أداة مهمة للمهندسين والمصممين الذين يحتاجون إلى إنشاء حركة خطية في مجموعة واسعة من التطبيقات. إنها بسيطة نسبيًا للتصميم والتصنيع ، ويمكن تكييفها لتلبية مجموعة متنوعة من الاحتياجات والمتطلبات.
روابط كرنك الجرس
رابط كرنك الجرس هو نوع من الارتباط الميكانيكي الذي يتم استخدامه لنقل الحركة والقوة حول الزوايا أو العقبات. يتكون من ذراعين متصلين عند نقطة محورية ، مع ذراع واحد بمثابة عنصر الإدخال والذراع الآخر الذي يعمل كعنصر الإخراج. غالبًا ما تقع النقطة المحورية في زاوية العقبة التي يحتاجها الارتباط إلى الالتفاف.
تُستخدم روابط كرنك الجرس بشكل شائع في أنظمة الآلات والميكانيكية حيث تكون المساحة محدودة أو حيث يجب نقل الحركة حول العقبات. وهي مفيدة بشكل خاص في التطبيقات التي تحتاج إلى توجيه عناصر الإدخال والمخرجات في اتجاهات مختلفة.
أحد الأمثلة الشائعة لربط كرنك الجرس هو في نظام التوجيه للسيارة. يدور عمود التوجيه عمودًا أفقيًا متصلاً برفاق الجرس ، والذي ينقل بعد ذلك الحركة قاب قوسين زاوية إلى كرنك جرس آخر متصل بأذرع التوجيه على العجلات الأمامية. هذا يسمح للعجلات بالانتقال إلى اليسار أو يمينًا استجابةً لحركة عمود التوجيه.
يمكن تصميم روابط Bell Crank في مجموعة متنوعة من الأشكال والأحجام لتلبية الاحتياجات والمتطلبات المختلفة. يمكن استخدامها لنقل الحركة والقوة على مسافات قصيرة أو على مسافات أطول مع نقاط محورية متعددة. بشكل عام ، تعد روابط كرنك الجرس أداة مهمة للمهندسين والمصممين الذين يحتاجون إلى إنشاء حركة وإرسال انتقال حول العقبات أو في المساحات المحصورة.
روابط الكرنك والمنزلق
رابط الكرنك والمنزلق هو نوع من الارتباط الميكانيكي الذي يتم استخدامه لتحويل الحركة الدوارة إلى الحركة الخطية المتبادلة. يتكون الرابط من كرنك ، وهو رافعة دوارة ، ومزج ، وهو كتلة تتحرك ذهابًا وإيابًا في خط مستقيم.
يعمل ربط الساق والمنزلق عن طريق توصيل الكرنك بالمنزلق بقضيب توصيل. أثناء تدوير الكرنك ، يدفع ويسحب قضيب التوصيل ، والذي بدوره يحرك شريط التمرير ذهابًا وإيابًا في خط مستقيم.
تُستخدم روابط الكرنك والمنزلق بشكل شائع في الأنظمة الآلية والميكانيكية حيث تكون هناك حاجة إلى حركة معاملة بالمثل. أحد الأمثلة الشائعة لربط الكرنك والمنزلق موجود في محرك السيارة. يتم توصيل المكابس الموجودة في المحرك بالعمود المرفقي بقضبان التوصيل ، والتي تحول الحركة الدوارة للعمود المرفقي إلى الحركة المتبادلة من المكابس.
يمكن أيضًا استخدام روابط الكرنك والمنزلق في مجموعة واسعة من التطبيقات الأخرى ، كما هو الحال في المضخات والضواغط والآلات الصناعية. يمكن تصميمها بتكوينات مختلفة من الكرنك والمنزلق لتحقيق أطوال سكتة دماغية مختلفة وسرعات ومخرجات القوة.
بشكل عام ، تعد الربط بين الكرنك والمنزلق أداة مهمة للمهندسين والمصممين الذين يحتاجون إلى إنشاء حركة خطية من الحركة الدوارة. من خلال توصيل كرنك بمزح منزلق بقضيب توصيل ، يسمح هذا الربط بالتحويل الفعال للحركة الدوارة إلى الحركة الخطية المتبادلة.
روابط الدواس
رابط الدواس هو نوع من الارتباط الميكانيكي الذي يتم استخدامه لتحويل الحركة الخطية للدواسة ، أو دواسة القدم ، إلى نوع مختلف من الحركة ، مثل الحركة الدورانية أو المتبادلة. يتكون الرابط من سلسلة من الرافعات والمحاور التي تنقل حركة الدوس إلى عنصر الإخراج.
تُستخدم روابط الدواس بشكل شائع في مجموعة متنوعة من التطبيقات ، كما هو الحال في آلات الخياطة واللوحات وأنواع أخرى من الآلات حيث يتم استخدام طاقة القدم لتشغيل الجهاز.
المبدأ الأساسي لربط الدواس هو أنه عندما تكون دواسة القدم مكتئبًا ، فإنها تدفع لأسفل على قضيب توصيل أو نوع آخر من عناصر الإدخال. يقوم عنصر الإدخال هذا بعد ذلك بنقل الحركة إلى سلسلة من الرافعات والمحور ، والتي تقوم بتحويل الحركة الخطية للمصافرة إلى نوع مختلف من الحركة.
أحد الأمثلة الشائعة لربط الدواس في آلة الخياطة. عندما يضعف المشغل دواسة القدم ، فإنه يتسبب في تحرك قضيب توصيل ذهابًا وإيابًا. يتم توصيل قضيب التوصيل هذا إلى رافعة ، والتي تنقل الحركة إلى عمود دوار. ثم يؤدي العمود الدوار إلى قيادة الإبرة لأعلى ولأسفل ، مما يسمح للمشغل بخياطة النسيج معًا.
يمكن تصميم روابط الدواس في مجموعة متنوعة من التكوينات لتحقيق أنواع مختلفة من مخرجات الحركة والقوة. يمكن أيضًا تصميمها بنسب مختلفة من المدخلات إلى حركة الإخراج ، مما يسمح للمشغل بالتحكم في سرعة وشدة حركة الإخراج.
زوايا في الروابط
عند استخدام الرافعات ، من المهم فهم الزوايا بين ذراع الرافعة واتجاه القوة المطبقة ، وكذلك موضع نقطة ارتكاز. تُعرف الزاوية بين ذراع الرافعة واتجاه القوة المطبقة بزاوية الميزة الميكانيكية ، ويمكن أن يكون لها تأثير كبير على فعالية وكفاءة نظام الرافعة.
بشكل عام ، يتم تحديد الميزة الميكانيكية لنظام الرافعة من خلال نسبة طول ذراع الرافعة على جانبي نقطة ارتكاز. ستوفر ذراع الرافعة الأطول ميزة ميكانيكية أكبر ، مما يتيح استخدام قوة أصغر لتحقيق نفس مقدار العمل. ومع ذلك ، فإن زاوية الميزة الميكانيكية تلعب أيضًا دورًا في فعالية نظام الرافعة.
عندما تكون زاوية الميزة الميكانيكية صغيرة جدًا ، قد لا يكون نظام الرافعة قادرًا على إنتاج ما يكفي من القوة للتغلب على المقاومة التي يتم تصرفها عليها. هذا يمكن أن يؤدي إلى عدم فعال نظام الرافعة أو غير فعال. من ناحية أخرى ، عندما تكون زاوية الميزة الميكانيكية كبيرة جدًا ، قد يتطلب نظام الرافعة إدخال قوة أكبر مما هو ضروري ، مما يؤدي إلى الطاقة الضيعة والجهد.
يتيح فهم الزوايا في مكان كل ترتيب من الرافعات المهندسين والمصممين لتحسين الميزة الميكانيكية لنظام الرافعة ، مما يزيد من كفاءته وفعاليته. من خلال تحديد موضع نقطة ارتكاز وطول ذراع الرافعة بعناية ، يمكنهم تصميم أنظمة الرافعة المصممة خصيصًا للاحتياجات والمتطلبات المحددة للتطبيق. يمكن أن يساعد ذلك في تقليل مقدار القوة اللازمة لأداء المهمة ، والحفاظ على الطاقة ، وتحسين الأداء الكلي.
في الصورة أعلاه ، تكون الزاوية العلوية 30 درجة ، وبالتالي فإن الزاوية الداخلية البديلة في الأسفل هي أيضًا 30 درجة
في الرسم البياني أدناه ، يمكن حساب الزوايا A و B و C لربط مواز
- زاوية A أعلاه = 115 درجة ، وتتطابق 115 درجة على زاوية z.
- A و B كلاهما يجلس على خط أفقي ، لذلك 115 درجة + ب = 180 درجة.
- تطابق B و C على زاوية Z ، لذلك B و C كلاهما 65 درجة.
حاسبة الربط الموازي
لعرض منشور مدونةنا على أنواع مختلفة من الروابط ، الساعة على الرابط أدناه
