Кинематическая схема является неотъемлемой частью комплекта конструкторских документов для изделий, работа которых основана на передаче движения от источника движения к рабочим (исполнительным) органам машины.
Кинематические схемы входят в описание изделий в качестве иллюстративного материала, а также в инструкции завода-изготовителя, по монтажу, наладке и эксплуатации изделий. По содержанию кинематической схемы определяются состав кинематических цепей и функциональные связи между звеньями связи привода с исполнительными органами машины, взаимодействие подвижных соединений
В зависимости от основного назначения, кинематическая схема может быть структурной, функциональной, принципиальной и т.д. Например, структурная кинематическая схема определяет соответствие между составом изделия и характером движения его рабочих органов. Она более четко отображает сущность структуры изделия без подробного выявления кинематических связей звеньев и их конструктивных особенностей. Функциональная кинематическая схема определяет кинематические связи звеньев в кинематических цепях и механизмах изделия.
Упрощенный показ звеньев и их связей не отображает конструктивные особенности кинематических элементов, поскольку такую информацию дают их рабочие чертежи.
В отдельных случаях при условном графическом обозначении составных частей кинематической цепи их контуры (например, муфты сцепления двигателя, коленчатого вала, вентилятора и др.) указываются приблизительно. На кинематических схемах не показывают и конструктивные особенности составных частей изделия, которые непосредственно не участвуют в передаче движения (например, рама машины, корпус коробки передач, заднего моста автомобиля, редуктора и др.), а находятся в статическом положении. Это означает, что при разработке кинематической схемы, например коробки передач автомобиля, ее контур не обозначается или обозначается тонкой сплошной линией.
Кинематические схемы вычерчивают линиями различной толщины ГОСТ 2.703-68. В табл. 5 приведены примерные соотношения толщин линий в зависимости от их назначения.
Таблица 5 – Обозначения в схемах
Объект начертания | Начертание и толщина линий |
1. Валы, стержни, шатуны, кривошипы, оси и др. Вычерчивают сплошными линиями толщиной S (обычно 1 мм) | S |
2. Подшипники, шкивы, зубчатые колеса, цепные колеса, муфты, червяки, кулачки, маховики и др. — сплошными линиями толщиной S/2 | S/2 |
3. Контур изделия, в который вписана схема, — сплошными тонкими линиями толщиной S/3 | S/3 |
4. Кинематические связи между сопряженными звеньями парами, вычерченными раздельно, — штриховыми линиями толщиной S/2 | S/2 |
5. Кинематические связи между элементами или между ними и источником движения через немеханические (энергетические) участки — двойными штриховыми линиями толщиной S/2 | S/2 |
6. Расчетные связи между элементами — тройными штриховыми линиями толщиной S/2 | S/2 |
Механические передачи современных машин, применяемых на производстве, сложны и разнообразны по назначению, и для составления их кинематических схем существуют определённые условные графические обозначения (ГОСТ 2. 770-68), знание которых необходимо для чтения кинематических схем (табл.6).
Таблица 6 – Обозначения в схемах
Наименование | Обозначение в схемах |
1. Вал, ось, стержень, шатун, валик | |
2. Соединение двух валов телескопическое, вычерчиваемое в аксонометрической проекции | |
3. Подшипники скольжения и качения на валу (без уточнения типа): радиальные упорные | |
4. Подшипники скольжения: радиальные радиально-упорные (односторонние) двусторонние упорные: односторонние двусторонние | |
5. Подшипники качения: радиальные радиально-упорные: односторонние двусторонние упорные: односторонние двусторонние | |
6. Соединение частей звена: неподвижное неподвижное, допускающее регулировку неподвижное соединение детали с валом, стержнем | |
7. Муфта. Общее обозначение без уточнения типа | |
8. Муфта нерасцепляемая (неуправляемая): глухая упругая компенсирующая | |
9. Муфта сцепляемая управляемая общее обозначение односторонняя двусторонняя | |
10. Муфта сцепляемая: механическая синхронная, например зубчатая асинхронная, например фрикционная | |
11. Муфта автоматическая (самодействующая): общее обозначение обгонная (свободного хода) центробежная фрикционная предохранительная с неразрушимым элементом | |
12. Тормоз. Общее обозначение без уточнения типа | |
13. Передача ремнём без уточнения типа ремня | |
14. Передача с плоским ремнём | |
15. Передача с клиновидным ремнём | |
16. Передача с круглым ремнём | |
17. Передача с зубчатым ремнём | |
18. Передача цепью: общее обозначение без уточнения типа цепи | |
19. Передачи зубчатые цилиндрические без уточнения типа зубьев: внешнее зацепление внутреннее зацепление | |
20. Передачи зубчатые с пересекающимися валами и конические (общее обозначение без уточнения типа зубьев) | |
21. Передача червячная с цилиндрическим червяком | |
22. Передачи зубчатые | |
23. Храповой зубчатый механизм с наружным зацеплением односторонний |
Условные обозначения в кинематических схемах выполняют с соблюдением ряда требований: формы знаков и символов условных графических обозначений должны соответствовать установленным стандартами для кинематических и других схем. Схемы должны быть компактными без чрезмерной загрузки изображениями второстепенных частей; изображение условных обозначений звеньев в кинематических цепях, их связей должно быть четким и ясным; на кинематической схеме изделия должен быть представлен весь состав кинематических элементов, их соединения, кинематические связи (внутри исполнительных органов между отдельными парами, цепями, группами, связи с источником движения).
Каждому кинематическому элементу присваивают порядковый номер, начиная от источника движения, или буквенно-позиционные обозначения. Валы нумеруют римскими цифрами, остальные элементы схемы — арабскими. Порядковые номера проставляют на полках линий-выносок, под полками указывают характеристики и параметры элементов (модуль — т, число зубьев — 2, диаметр шкива — D и т.д.). Линия-выноска при нумерации вала должна заканчиваться стрелкой (со стороны вала).
Буквенные коды наиболее распространенных групп элементов следующие: механизмы общего назначения обозначаются А; валы — В; элементы кулачковых механизмов — С; разные элементы — Е; элементы механизмов с гибкими звеньями — Н; элементы рычажных механизмов — К; источники движения — М; элементы мальтийских и храповых механизмов —Р; элементы зубчатых и фрикционных механизмов — Т; муфты, тормоза — X и У.
Характеристики и параметры кинематических элементов допускается помещать в перечень элементов в виде таблицы.
На рис. 6 представлены примеры начертания элементов на кинематической схеме. Цифровые обозначения линий соответствуют их порядковому номеру в табл. 6.