1.3 Temel Kavramlar-1

Kinematik Eleman, Kinematik Çift

Mekanizmaların en önemli özelliğinin sistemde bulunan rijit cisimler olmayıp, bu cisimleri birleştiren mafsal veya kinematik çift olarak tanımlanan bağlantılar olduğu anlaşılmıştır. Mafsallarda oluşan hareket serbestlikleri ve bu hareket serbestliklerinden kaynaklanan cisimlerin birbirlerine göre bağıl hareketleri, bir mekanizmayı diğerinden ayıran özelliklerdir.

Kinematik eleman, bir rijit cismi diğer bir rijit cisme, birbirlerine göre bağıl hareket yapabilecek şekilde bağlamak için kullanılan rijit cisim kısmına denir. Bağlanan cisimler arasında mutlaka bağıl hareket olması şarttır; ve iki cisim arasında olası bağıl hareket, belirli yönlerde sınırlanacaktır.

Kinematik çift veya mafsal, iki rijit cisim üzerinde bulunan kinematik elemanların yan yana getirilmesinden oluşan bağlantıdır. Bir mekanizmada kullanılan kinematik çift çeşitleri ve bu kinematik çiftlerin mekanizma içinde dağılımı, mekanizmanın temel özelliklerini tanımlar. Kinematik çiftler değişik şekillerde sınıflandırılabilirler. Bu sınıflandırmaların bir kaç çeşidini göreceğiz.

Kinematik çiftlerin sınıflandırılması:
Kinematik çiftler çok çeşitli şekilde sınıflandırılabilir. Burada temel ve en çok kullanılan sınıflandırmalar kullanılacaktır.

Kapalı kinematik çiftlerde, iki kinematik eleman arasında temas, mekanizmanın tüm hareketi süresince mevcuttur. Yandaki şekilde bir kapalı kinematik çift görülmektedir.

Açık kinematik çiftlerde, kinematik elemanlar hareketin tümü boyunca temas etmeyebilirler ve bu temas kontrol edilebilir. Yanda Genova Mekanizması olarak adlandırılan bir kesikli hareket mekanizması görülmektedir.

Kapalı kinematik çiftlerde eğer temas bir kuvvetten dolayı ise, bu tür kinematik çiftler kuvvet kapalı (Sağda üstteki şekil) olarak adlandırılacaktır. Kinematik çiftlerin geometrik şekillerinden dolayı aralarında devamlı temas sağlanıyor ise, bu tür kinematik çiftler Şekil kapalı (Sağda alttaki şekil). Şekil kapalı kinematik çiftlerde bir kinematik eleman diğerini sarar.

Kapalı kinematik çiftler ayrıca temas şekline göre basit veya yüksek kinematik çift olarak sınıflandırılabilir.

Basit kinematik çiftlerde kinematik elemanlar bir yüzey boyunca temas ederler. Bu durumda temas gerilimleri daha düşük olacaktır.Şekilde bir basit kinematik çift görülmektedir.

Yüksek kinematik çiftlerde ise temas, geometrik olarak bir nokta veya bir çizgi üzerindedir. Yukarıda kuvvet ve şekil kapalı kinematik çiftlere verilen iki örnek de birer yüksek kinematik çifttir. Üstte bulunan çift (şekil kapalı) bir çizgisel bir temas, altta bulunan (kuvvet kapalı) çift ise noktasal bir temas sağlamaktadır. Gerçek durumda bu nokta veya çizgi teması belirli bir alan ise de, bu alan yük altında deformasyondan dolayı oluştuğundan, temas gerilimleri oldukça yüksek olacaktır. Bu nedenle büyük yükler altında çalışan mekanizmalar için yüksek kinematik çiftler tavsiye edilmez. Ancak, yüksek kinematik çift kullanan mekanizmalar daha küçük hacim kaplayabilir ve aynı iş için kullanılan parça sayısı daha az olabilir. Yüksek kinematik çiftler kullanılırken yüzey sertliği ve kalitesine özel dikkat edilmesi gereklidir.