تخليق حركي

تصميم الحدبة والمتابع

علاوةً على ذلك، تستعمل آلية الحدبة والتابع شكل الحدبة لتوجيه حركة التابع عن طريق التلامس المباشر. ويتألف التخليق الحركي لآلية الحدبة والتابع من إيجاد شكل الحدبة الذي يوجه تابعًا معينًا خلال الحركة المطلوبة.

ومن ناحية أخرى، تُحدد مهمة آلية الحدبة والتابع بواسطة مخطط الإزاحة، الذي يُحدد زاوية دوران التابع أو مسافة انزلاقه كدالة لدوران الحدبة. وبمجرد تحديد شكل تلامس التابع وحركته، يُمكن تصميم الحدبة باستخدام تقنيات بيانية أو عددية.

علاوةً على ذلك، تتصل حدبة مسطحة بإطار أساسي بواسطة مفصل محوري، ويشكل محيط الحدبة سطحًا يدفع تابعًا. يمكن أن يكون اتصال التابع بالإطار الأساسي مفصليًا أو منزلقًا لتشكيل تابع دوار ومتحرك. يمكن أن يكون لجزء التابع الملامس للحدبة أي شكل، مثل حافة حادة أو أسطوانة أو سطح مستوٍ. عند دوران الحدبة، يُحرك تلامسها مع سطح التابع حركتها الدورانية أو الانزلاقية.

تصميم أسنان التروس ونظام التروس

من جانب آخر، تُحدد الحركة النسبية للتروس ذات الأسنان المترافقة بالمسافة من مركز كل ترس إلى النقطة التي يتقاطع عندها العمودي على شكل السن مع خط المراكز. تُعرف هذه المسافة بنصف قطر دائرة الخطوة لكل ترس. ويُصبح حساب نسب السرعة لمجموعة تروس ذات أسنان مترافقة عملية حسابية باستخدام نسب أنصاف أقطار دوائر الخطوة التي تُشكل مجموعة التروس.

من جهة ثانية، يمكن اعتبار زوج من التروس المتشابكة آلية حدبة ومتابع مصممة لاستخدام الحركة الدورانية لعمود الإدخال لتحريك الحركة الدورانية لعمود الإخراج. ويتحقق ذلك من خلال توفير سلسلة من الكامات والمتابعات، أو أسنان التروس، موزعة على محيط دائرتين تشكلان التروس المتشابكة. في التطبيقات المبكرة لهذه الحركة الدورانية، استُخدمت أسنان أسطوانية ومستطيلة دون مراعاة سلاسة نقل الحركة أثناء تعشيق الأسنان.

وعلى صعيد آخر، يُعرف الشرط الهندسي الذي يضمن حركة سلسة لأسنان التروس المتلامسة بالقانون الأساسي للتروس. ينص هذا القانون على أنه بالنسبة لجسمين يدوران حول مركزين منفصلين ويتلامسان على طول أسطحهما، فإن السرعة الزاوية النسبية بينهما ستكون ثابتة طالما أن الخط العمودي على نقطة تلامس سطحيهما، أي العمودي على السطح، يمر بنفس النقطة على طول الخط الواصل بين مركزيهما طوال حركتهما. يُقال إن زوجًا من أسطح الأسنان التي تُحقق القانون الأساسي للتروس مترافقة. السطح الحلزوني المستعمل في أغلب أسنان التروس اليوم مترافق ذاتيًا، مما يعني أنه إذا كانت أسنان ترسين متساويتين في الحجم، فإنهما ستتعشقان بسلاسة بغض النظر عن أقطار التروس المتزاوجة .

تخليق الوصلات

إضافةً إلى ذلك، تُعرَّف مهمة توليف المواضع المحدودة بأنها مجموعة من مواضع الجسم المتحرك بالنسبة إلى إطار مرجعي، أو بالنسبة إلى وصلة إدخال. ويقيد ذراع التدوير الذي يربط محورًا متحركًا بمحور مرجعي مركز المحور المتحرك ليتبع مسارًا دائريًا. وينتج عن ذلك معادلات قيد يمكن حلها بيانيًا باستخدام تقنيات طورها ل. بورميستر، وتُعرف ب «نظرية بورميستر».

من جانب آخر، تتضمن عملية التخليق البُعدي ثلاث مهام عامة: أولًا، توليد المسار، حيث يُطلب مسار نقطة في وصلة الإخراج؛ ثانيًا، توليد الحركة، حيث يُطلب مسار وصلة الإخراج؛ ثالثًا، توليد الدالة، حيث يُطلب حركة وصلة الإخراج بالنسبة إلى وصلة الإدخال. ويمكن اشتقاق معادلات توليد الدالة من معادلات توليد الحركة، وذلك بدراسة حركة وصلة الإخراج بالنسبة إلى وصلة الإدخال، بدلًا من دراستها بالنسبة إلى الإطار المرجعي.

في هذا الإطار، الوصلة هي مجموعة من الوصلات والمفاصل مصممة لتوفير القوة والحركة المطلوبتين. يُطلق على توليف عدد الوصلات، الذي يأخذ في الاعتبار عدد الوصلات وتكوين المفاصل، اسم توليف النوع، لأنه يُحدد نوع الوصلة. عمومًا، يتم تحديد عدد القضبان وأنواع المفاصل وتكوين الوصلات والمفاصل قبل البدء في توليف الأبعاد. مع ذلك، ُورتاستراتيجيات تصميم تجمع بين توليف النوع وتوليف الأبعاد.

وفي السياق ذاته، تبدأ عملية توليف الأبعاد للوصلات بتحديد مهمة تتمثل في حركة وصلة الإخراج بالنسبة إلى إطار مرجعي أساسي. قد تتضمن هذه المهمة مسار نقطة متحركة أو مسار جسم متحرك. يجب أن تتحقق معادلات الحركة، أو معادلات الحلقة، للآلية في جميع المواضع المطلوبة للنقطة أو الجسم المتحرك. والنتيجة هي نظام من المعادلات التي تُحل لحساب أبعاد الوصلة.

علاوةً على ذلك، تُعرَّف متطلبات المسار والحركة في التخليق البُعدي على أنها مجموعات من المواضع اللحظية أو المواضع المحدودة. تُعدّ المواضع اللحظية طريقةً ملائمةً لوصف متطلبات الخصائص التفاضلية لمسار نقطة أو جسم، وهي صيغ هندسية للسرعة والتسارع ومعدل تغير التسارع. تُسمى النتائج الرياضية التي تدعم تخليق المواضع اللحظية بنظرية الانحناء.