Cuplu cinematic

O pereche cinematică este un sistem de două corpuri rigide care se mișcă unul față de celălalt, cu constrângerea că o suprafață integrală cu primul corp se târăște constant în timpul mișcării pe o suprafață solidă cu al doilea.

Perechile cinematice sunt adesea împărțite în perechi de închidere de formă și perechi de închidere forțată, în funcție de faptul dacă contactul lor este asigurat sau nu de forma elementelor cinematice sau de mijloace externe, cum ar fi, de exemplu, arcuri .

Cele mai importante perechi cinematice din studiul mecanicii raționale sunt:

pereche prismatică;
pereche rotoidala;
pereche cilindrică;
cuplu elicoidal;
pereche sferică.

Pereche prismatică

Este format din două elemente: unul în formă de prismă sau cilindru cu secțiune necirculară și celălalt cu o cavitate prismatică sau cilindrică egală, astfel încât primul să se poată deplasa acolo cu o mișcare relativă de tip translațional rigid în al doilea . Acest sistem are un singur grad de libertate, adică mișcarea poate avea loc numai de-a lungul unei direcții care, în acest caz, coincide cu axa cavității prismatice și a prismei în sine.

Dacă unul dintre cei doi membri este fix și celălalt mobil, primul se numește ghid (sau roata a cincea sau umăr), al doilea alergător (sau glisorul sau glisorul); dacă ghidul este mobil se numește glif.

De exemplu, sertarul care se poate mișca doar înainte și înapoi (fără a părăsi vreodată ghidajele sale) și comoda care îl conține pot fi considerate o pereche prismatică.

Pereche rotoidală

Se compune din două suprafețe de rotație egale, în general un cilindru și o gaură cilindrică, coaxiale. În perechile rotoidale, cele două elemente sunt blocate în așa fel încât să nu permită nici o mișcare de translație relativă, ci doar mișcări de rotație rigide. Adesea cuplurile rotoidale sunt asociate cuplurilor roto-translative, specificând apoi în diferite situații dacă există unul sau două grade de libertate (în acest caz doar unul); având în vedere un sistem de coordonate, un punct de origine și o direcție de-a lungul circumferinței, care este suprafața de alunecare integrală cu cele două corpuri, unghiul de rotație este suficient ca singurul parametru pentru a defini în mod unic poziția perechii.

Știfturile care permit ușilor o rotație parțială în jurul stâlpilor sunt perechi rotoidale.

Pereche cilindrică

Este foarte asemănător cu perechea cinematică rotoidală, cu diferența unică, dar fundamentală, pe care cei doi corpuri cilindrici coaxiali pot avea, pe lângă mișcarea de rotație rigidă, și o mișcare de translație relativă de-a lungul propriei axe. Aceasta înseamnă că sistemul este numit două grade de libertate și diferit de mișcarea cuplului rotoidal, această mișcare are nevoie de doi parametri pentru a fi definiți: o coordonată pentru a defini translația de-a lungul axei și un unghi pentru a defini rotația relativă a celor două rigide. corpuri.

Cuplu elicoidal

Este o pereche cinematică formată din două elemente elicoidale, unul solid și unul gol. Aceste elemente vor avea, și de aici și numele, o relativă mișcare elicoidală și vor constitui un singur grad de sistem de libertate : de fapt, deși mișcarea implică atât o rotație, cât și o translație, acestea nu sunt independente. Pas definit $p$ ${\ displaystyle p}$ $p$ al helixului este suficient să cunoaștem unghiul $\theta$ ${\ displaystyle \ theta}$ $\ theta$ rotație pentru a determina în mod unic progresul $x={\frac {p}{2\pi }}\theta$ ${\ displaystyle x = {\ frac {p} {2 \ pi}} \ theta}$ ${\ displaystyle x = {\ frac {p} {2 \ pi}} \ theta}$ a șurubului de-a lungul aceleiași axe.

O pereche cinematică elicoidală este aceea formată din șurub și șurub.

Pereche sferică

Se compune din două elemente de suprafață sferică egală. Acest sistem are trei grade de libertate : pentru a defini în mod unic poziția relativă a celor două elemente, sunt necesari trei parametri, care sunt în general coordonatele sferice .

Șoarecele roată, cu mingea în partea de jos, formează o pereche cinematică sferoidală.