Кіріспе

Механизм – бұл денелерді жалғап жасалған құрал,бір немесе бірнеше денелердің қозғалыстарын нақты жұмыс атқаратын дененің қажетті жылжуына түрлендіреді.

Механизмдердің құрамына енетін бір немесе бірнеше өзара қатаң қосылған қатты денелерді мүше деп атайды.

Ешқандай байланыссыз бос мүше кеңістікте алты (үш ілгерлемелі,үш айналмалы) қаозғалыс жасайды. Механизмді құраушы мүшелердің еркіндігіне шек қойлып, алты қозғалыстың тек қажеттерін қалдырады.

Бірінің бірі бостандығын кемітетін, өзара салыстырмалы қозғалыста болатын,жанасқан екі мүшенің қосылысын кинематикалық жұп деп атайды.

Мүшелер жанасқан беттер,сызықтар немесе нүктелер, кинематиклық жұптың элементтері деп аталады.

Егер жұптың элементі бет болса, онда кинематикалық жұп төменгі, ал егер элемент сызық немесе нүкте болса – жоғарғы деп аталады. Төменгі жұпты жасау оңай, тозғанда жөндеуі жеңіл.Бірақ оның кемшіліктері де бар:

• төменгі жұптар арқылы құрылған механизмдер көп мүшелі болғандықтан жалпы салмақтары ауыр болады;

• мұндай механизмдердің өлшемдері үлкен;

• жеке мүшелерді және кинематикалық жұптарды жасағанда болатын сәйкессіздіктер мүшелер жылжуының қажеттік дәлдігін қанағаттандыру қиындатады;

• көп мүшелі кинематикалық тізбектерге жиі техникалық күтім қажет;

Жоғарғы кинематикалық жұптардың кемшіліктері:

• элементтерін жаңадан жасау,тозғанда жөндеу өте қиын, ол үшін арнайы, күрделі аспаптар, құралдар қажет;

• меншікті қысым үлкен болғандықтан тез тозады т.б

Дегенмен механизмдердің габариттері, немесе салмақтарына қатаң шектелу талабында жоғарғы кинематикалық жұптарды қолдану мұқтаж.

Кеңістікте еркін қозғалатын мүшенің алты мүмкіндік қозғалыстары - еркіндік дәрежесі бар.Оның жағдайы алты координатымен анықталады. Конструкторлық орындауға қарай кинематикалық жұп әр мүшенің бір,екі,.... бес мүмкіндік қозғалыстарын шектейді.Кинематикалық жұптар жіктеуін байланыс,яғни шектелген қозғалыстар санына сәйкес жүргізуге болады.Оны анықтау үшін жұптағы мүшелердің біреуін шартты түрде тоқтатып екіншінің мүмкіндік қозғалыстарын санаймыз.Жұмырмен жазық байланысқан элементі нүкте, кинематикалық жұптағы жалғасты бұзбай жұмыр жазыққа қатысты бес мүмкіндік қозғалыстары бар: екі ілгерлемелі және үш айналмалы. Жұмырмен жазық арасындағы жалғасу еркіндік дәрежесі беске тең.Қозғалу дәрежесі – ол жалғау мүмкіндік беретін қозғалыс саны немесе мүшелердің орнын толық және бір мәнде анықтайтын координаттардың саны.

Механизмнің құрылымдық талдауы

Механизмнің кинематикалық және күштік зерттеу әдісі оның класына қатынасты.

Құрылымдық зерртеу жүргізу реті:

• қозғалмалы мүшелердің саны, n-ді есептеу;

• әр кластарға жататын кинематикалық жұптардың санын анықтау;

• W = 3n-2P₅-P₄ формуласымен қозғалу дәрежесін W санау;

• кинематикалық тізбектің механизм екендігін анықтау: берілген қозғалыстар саны қозғалу дәрежесіне тең болса, онда кинематикалық тізбек – механизм;

• егер кинематикалық тізбек механизм болса, жетекші мүшеден ең алыс Ассур тобын көршілес мүшеден және тіректен ағыту;

• келесі Ассур топтарын ағыту;

• ең жоғарғы Ассур тобының класымен механизмінің класын анықтау және механизмнің құрылу формуласын көрсету.

Іс жүзінде пайдаланылатын механизмдердің мүшелері олардың функционалдық арнайына сәйкес аталады. Ал ММТ да мүшелердің кинематикалық көрсетікштерін ескеріп оларды төмендегіше атаймыз.

Тірек – ол шартты түрде қозғалмайтын мүше.Мысал: трактордың қозғалысын есептегенде тірек – жер, ал тракторда отырған адамның тракторға салыстыру қозғалысында – тірек трактор....

Айналшақ – тұрақты нүктесін толық,яғни 360⁰ ,айналатын мүше.Мысал: иінді білік,доңғалақтар.

Теңселме –тұрақты нүктесін толыұ емес ерсілі қарсылы айналатын (шайқалатын,теңселетін) мүше.

Тиек – басқа (бағыттаушы) мүшенің бойымен (көбінесе) ілгерлемелі қозғалыстағы мүше.

Кулиса – бағыттаушы теңселме.

Бұлғақ – күрделі қозғалыс (екі қозғалыстың қосындысы) жасайтын мүше.

Жетекші мүше – қозғалыс заңы берілген мүше.

Жетектемелі мүше – жетекші емес басқа мүшелер. ММТ да жетектемелі мүше нақты жұмыс атқаратын, яғни механизм осының қозғалысын туғызуға арналған мүше.

Айналу кіндігі – айналатын немесе теңселетін мүшенің тұрақты нүктесі.

Кіндік сызығы – кіндік нүктесінен өтетін сызық.

Сонымен структуралық талдау механизмінің құрылысының тануын, мүшелердің бір – біріне әсер ету ерекшелігін, кинематикалық және күштік зерттеу тәсілдерін тағайындауын жеңілдетеді.

Мүшелер №	0	1	2	3	4	5
Атаулары	тірек	айналшақ	бұлғақ	бұлғақ	бұлғақ	тиек

Кинематикалық жұптар	0-1	1-2	2-3	0-3	3-4	4-5	0-5
Шартты белгіленуі
Жұп класы	V	V	V	V	V	V	V

Қозғалатын мүшелер саны n=5.Жұптар саны р₅ = 7.

Қозғалыс дәрежесін формуласымен табамыз:

W = 3*5 – 2*7=1

Демек,бұл тізбек механизм болып табылады.Тірекпен жетекші мүшені алып тастасақ, n = 4,p₅ = 6 тізбегін аламыз Бұл топты өзіндік Ассур топтарына бөлуге болады.Бұл жағдайдағы механизмнің құрылымдық формуласы:

І ІІ (2-3) ІІ (4-5), яғни механизм ІІ кластық.

Берілгені: Жазық бастырғы механизм схемасы.

Х = 0.4м; У₁ = 0,4м; У₂ = 0,26м; ψ⁰ = 36⁰; ψ^/ = 138⁰; l_CB = 0,4м; l_BD = 0,45м;l_AS2 = 0,2м; l_CS3 = 0.1м; l_BS4 = 0,12м;V_CP = 1,3м/с; m₂ = m₃ = 6кг; m₄ = 4кг; m₅ = 10кг; J_s2 = 0,240 кг м²; Js3 = 0,040 кг м² J_S4 = 0,060 кг м² P_пс = 1150 Н z₁ = 21; z₂ = 19; z^/₂ = 21; z₃ = 28;m = 2.5 мм.

Шығарудың реті:

1.Берілгеннен l_max = l_BD = 0,45 деп алып, сызбада l_BD = 200 мм деп аламыз. Осыдан µ_l = l_BD/200 =0,45/200 = 0,00225 масштабты табамыз.Кейіннен сызбадағы барлық өлшемдерді анықтаймыз:

CB = l_CB / µ_l = 0,4/0,002 = 200 мм

СD = l_СD / µ_l= 0,28 /0,002 = 140 мм

AS₂ = l_AS2 / µ_l = 0,12 /0,002 = 60мм

DS₄ = l_DS4 / µ = 0,12 /0,002 = 60 мм

X = X / µ_l= 0,4 /0,002 = 200 мм

У₂ = У₂ / µ_l= 0,16/ 0,002 = 80 мм

2. Айналшақтың айналу осі ретінде О нүктесін алып,теңселменің айналу центірін және тиек бағыттауышының жағдайын анықтаймыз.С нүктесінен вертикаль бойынша φ₃^/ және φ ₃⁰ бұрыштарын өлшеп, теңселменің шеткі жағдайларын табамыз, яғни В₀ және В^/.

ОА және АВ өлшемдерін сызбада

ОА = ОВ^/ - ОВ / 2 = 85 - 42.5 / 2 = 60 мм

АВ = ОA^/ + ОВ / 2 = 85 + 42,5 / 2 = 6,5 мм

формулалары бойынша табамыз.

Олардың нақты мәндері:

l_OA = 60 * 0,002 =0,12 м

l_AB = 16,8 * 0,002 = 0,28м

Осы мәндер бойынша механизмнің кинематикалық схемасын сызамыз.

Мехпнизмнің 12 жағдайын салу үшін (ОА) айналшақтың А нүктесінің траекториясын 12 бірдей бөлікке бөлеміз.

Шеңберде белгіленген А_о,А₁,А₂.... А₁₁ нүктелерінен ( СВ) доғасы мен (АВ)-ға тең ұзындықтармен қосамыз.В₀,В₁,В₂.....В₁₁ нүктелерін (СД) доғасымен тең ұзындықтарымен қосып Д нүктесін аламыз.

Д нүктесінен тиектің бағыттаушы сызығына (ДЕ) ұзындығын өлшеп,Е₀, Е₁, Е₂.....Е₁₁ нүктелерін табамыз.Осылай механизмнің 12 жағадайын аламыз.

Бастырғы жазық механизмдерді кинематикалық зерттеу

Мезанизмдерді кинематикалық зерттеу деп әрбір мүшенің жағдайын (орналасу қалпын), мүше нүктелерінің траекторияларын, жылдамдықтарын және үдеулерін анықтайтын үдірісті атайды.

Зерттеу механизмдегі жетектемелі мүшенің кинематикалық көрсеткіштерінің қойылған талапқа сәйкестігін немесе күштік зерттеуге қажет шамаларды анықтауға жасалады.

Зерттеулер аналитикалық, графо – аналитикалық (жылдамдықтар және үдеу жоспарлары),тетіктер немесе графиктік дифференциалдау және интегралдау арқылы жүргізіледі.

Механизмнің жылдамдықтар жоспары:

Жылдамдықтар және үдеулер жоспарынқұруды жетекші мүшеге тікелей жалғанған Ассур тобынан,яғни екі, үш мүшелерінен бастайды.Жазық жүйедегі вектор теңдеуінде екі белгісіз болса, оларды (белгісіздерді) табу, яғни векторлық көпбұрышты құру мүмкін. В нүктесінің екінші және үшінші мүшелермен бірге қозғалыстарының теңдеулерін жазамыз:

{V_B = V_A + V_BA

{V_B = V_C + V_BC

Бұл жүйеде төрт белгісіз: V_B,V_BA,V_BC - лардың шамалары және V_B - нің бағыты,яғни жүйені бұл түрінде (векторлық көпбұрыш құрып) шешуге болмайды.Жүйені өзгертіп жазсақ:

V_A + V_BA = V_C + V_BC

мұнда: V_BА және V_BC шамалары, демек екі белгісіз векторлық көпбұрышты құруға болады.Егер жылдамдық масшатабын _V деп алсақ, онда А нүтесінің жылдамдық векторының ұзындығы (ра) = V_A / _V.

Жылдамдықтар жоспарын құру реті:

Жылдамдық жоспарының векторлық көпбұрышын V_A + V_BD = V_C + V_BC теңдеуіне сүйеніп аламыз.

• Р полюсынан 1 сызығын (ОА) ға перпендикуляр жүргізіп, жоғарыда есептеген (ра) кесіндісін саламыз. Бұл V_A векторы.

• а нүктесі арқылы (АВ) ға перпендикуляр екинши сызығын (V_BA бағытын ) жүргіземіз.в нүктесінің жылдамдық векторы осы сызыққа тіреледі. Сонымен V_А + V_ВА = V_С + V_ВС теңдеуінің сол жағы корсетіледі.

• с нүктесінен (ВС) ға перпендикуляр (V_ВС бағыты) үшінші сызығын жүргізіп екінші сызығымен қиылысқан нүктені в деп белгілейміз.

• в нүктесінен (ВД) ға перпендикуляр 4 сызығын жүргіземіз.

• р нүтесінен (СД) ға перпендикуляр 5 сызығын жүргізіп 4 сызығымен қиылысқан нүктені д деп белгілейміз.

• д нүктесі арқылы (ДЕ) ге перпендикуляр 6 сызығын жүргіземіз.

• р нүктесінен (ОХ) ке параллель 7 жүргізіп,6 сызығымен қиылысқан нүктені е деп белгілейміз.

Жылдамдықтардың 12 жағадайын сызғаннан кейін олардың S₂, S₃, S₄ нүктелерінің бағыттарын анықтаймыз:

№	Жағдайлар	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12
1	ps2 = ab * as2 /AB	46	59	68	69	62	45	43	68	74	61	46	35
2	S3	6	12	19	10	16	6	12	26	25	15	5,5	0
3	ps4 = de * DS4 /DE	15,5	31	36	43	31,5	9,8	22	51	54	34	46,5	0

Жылдамдықтардың 12 жағадайын сызғаннан кейін келесі жағадайларды анықтаймыз:

S_max =(E₀ E₆ ) * µ_l = 69 * 0,002 = 0,138

₁ = *_cp / S_max = 3,14 * 5,5 /0,138 = 125,14

l_OA = (OA) * µ_l = 60 *0,002 = 0,12

_A = ₁ * l_OA = 125,14 * 0,12 = 15

µ_V = _A /(pa) = 15 /70 = 0,21

№	жағдайлар	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12
1	В = (рв)V	4,6	11,1	13,4	14,4	11,5	3,7	8,4	18,4	17,2	10,5	5	0
2	D = (рd)V	3,2	7,7	9,3	10	8	2,5	5,8	12,8	12	7,3	3,5	0
3	E = (рe)V	3,2	7,6	6,9	7,9	6,7	1,6	3,9	9,2	10,2	6,9	3,4	0
4	S2 = (рs2)V	9,6	12,6	14	14,4	12,8	9,4	9	14,4	15,5	12,8	9,8	7,5
5	S4 = (рs4)V	3,2	6,5	7,5	9	6,6	2	4,6	10,7	11,3	7,1	9,7	0
6	2 = ab*µv /AB*µl	46,5	27	11,2	6,7	27	45	60	55,5	18	22,5	45,7	52,5
7	3 = VB / lCB	11,5	27,7	33,5	36	28,7	9,2	21	46	43	26,2	12,5	0
8	4 = ed * µv / lED	0,8	1,3	7,2	16	16	5,6	12,8	23,2	12,8	3,2	0,8	0

Механизмнің үдеулер жоспары:

Жетекші мүшеге тікелей қосылған Ассур тобының ( екі және үш мүшелердің) қозғалыстарын ескеріп, В нүктенің қозғалыс заңына мына теңдеулер арқылы жазамыз:

a_B =a_A + aⁿ_BA +a^τ_BA

a_B = a_C + aⁿ_BC+a^τ_BC

Жүйедегі векторлардың анық сипаттамалары

aⁿ_BА || (BA), aⁿ_BA = ₂² * l_AB , aⁿ_BC || (BC), aⁿ_BC = ₃² * l_CB , a^τ_BA перпендикуля (АВ), a^τ_BC перпендикуляр (ВС)

Мұнда әр теңдеуде үш белгісізден: a_B шамасы мен бағыты және a^τ_BA ,a^τ_BC шамалары.Теңдеулердің оң жақтарын теңестірсек:

a_A + aⁿ_BA +a^τ_BA = a_C + aⁿ_BC+a^τ_BC

Енді осы теңдеуді векторлық көпбұрышпен көрсетуге болады. Белгілі a_A вектордың ұзындығын () тағайындап үдеу масштабын µ_a анықтаймыз:

µ_a = a_A / ()

Үдеу жоспарын құру реті

• полюсінен (ОА) ға параллель 1 сызығын жүргізіп, – ның арақашықтығын 80 мм деп аламыз.

• нүктесі арқылы (АВ) ға параллель сызып,оған аn₁ =aⁿ_BA / µ_a формуласы арқылы анықтап арақашықтығын қоямыз.

• n₁ нүктесі арқылы (АВ) ға перпендикуляр жүргіземіз.

• нүктесі арқылы (СВ) ға параллель сызып,оған ₂ = aⁿ_BC / µ_a формуласы арқылы анықтап арақашықтығын қоямыз.

• n₂ нүктесі арқылы (СВ) ға перпендикуляр жүргіп, в нүктесімен – ді жалғаймыз.

• в нүктесі арқылы (ВД) ға перпендикуля жүргіземіз.

• нүктесі арқылы (СД) ға перпендикуляр жүргізіп, алтыншы сызығымен қиылысқан нүктені д нүктесі деп белгілейміз.

• д нүктесі арқылы (ДЕ) ге параллель жүргізіп, оған dn₃ = aⁿ_DE / µ_a формуласы арқылы анықтап арақашықтығын қоямыз.

• n₃ нүктесі арқылы (ДЕ) ге перпендикуляр жүргіземіз

• нүктесі арқылы (ОХ) параллель жүргіп, 9 сызығымен қиылысқан нүктені е деп белгілейміз.

№	Жағдай	1	2
1	aB = () * µa	1410,1	2771,82
2	aD = () * µa	939,6	1949,67
3	aE = () * µa	939,3	375,84
4	aS2 = (s µl) * µa	1479,81	1714,77
5	as4 = (4) * µa	939,5	1080,54
6	2 = (n1b) * µa / AB * µl	658	134,5
7	2 = (n2b) * µa / lCB	4783	4424
8	2 = (n3e) * µa / lDE	305	179,3

Механизмнің мүшелеріне әсер етуші күштер

Ауызекі тілде “күш” сөзі жиі жәнк әртүрлі мағынада қолданылады: механикалық күш, электрлік күш, ерік күші және т.б.Оның дәл анықтамасының қиындығы осында.Механикада денелердің өзара қатынастарының нәтижесінде қозғалысын немесе жағдайларын өзгертетін әсерді күш деп атайды. Бұл көзқарас күштің векторлық көрсеткіштеріне (тірелген нүктесі, бағыты және шамасы) анық түсінік береді. Механизмнің мүшелеріне – қозғаушы күштер, кедергі күштер, салмақ күші, серіппе, инерция, кинематикалық жұптардағы реакция күштері әсер етеді.

Қозғаушы күштер деп нүктенің жылдамдығын арттыруға әсер ететін күштер, олардың бағыты тіркелген нүктесінің жылдамдық векторымен сүйір бұрыш жасайды,жұмысы оң.

Кедергі күштер деп қозғалысты баяулататын күштер.

Объект немесе материал күйін, жағдайын негізгі арнауы сол болса, оны пайдалы кедергі күш деп атайды.Ол токаралық станокта металдың кесуге кедергісі,автомобильге әсер етуші ауа және жол беткейі кедергісі.

Зиянды кедергі күш олар дың үйкеліс күштері. Олармеханизмнің П.Ә.К. кемітеді,тозуын тездетеді және т.б.

Қозғаушы күштер және пайдалы кедергі күштер белгілі болады немесе олардың физикалық және техникалық көрсеткіштері графикалық (аналитикалық) түрде беріледі.

Масса орталарының траекториясы тұйық қисық болғандықтан, технологиялық, яғни кинематикалық оралымда мүшелер салмақ күштерінің жұмыстарының қосындысы нольге тең.

Серпімділік (пружина) күштері әсерінің таңбасыауыспалы.Сондықтан олар салмақ күштерге ұқсас механизмнің қозғалыс әлпісіне жалпы жағдайда әсері шамалы.

Механизмнің жұмыс үдірісіне кинематикалық жұптарда реакциялар пайда болады.Мүшелерге әсер етуші барлық күштерді анықтау механизмнің күштік есебі деп аталады.Олар бөлек мүшелердің беріктігін тексеруге, сонымен қатар берілістің (привод) қажетті қуатын анықтауға керек.

Мүшелердегі инерция күштері

Машиналар жұмыс жылдамдығының артуына байланысты соңғы кездерде техникалық есеп теуде мүшелердің инерция күштерін ескеру қажет болды.

Жазық механизмдегі мүшелердің элементарлық массалардың инерция күштері жазық жүйе күштеріне жатады.Есептерді жеңілдетуге оларды бір күшпен – бас векторға ауыстырады. Жазық механизмде мүшелердің күрделі қозғалысын қарапайым қозғалыстар қосындылары ретінде қарастыруға болады: кез келген бір нүктемен бірге – тасымалдаушы, және сол нүктені айналу салыстырмалы. Осы қосындылардың ара қатынасына қарай: ілгерлемелі (поступательное),айналмалы және күрделі қозғалыстар анықталады.

P_U5 = m₅ *a_E = 8 *15*23,49 =288,8

P_U4 = m₄ *a_S4 = 1,6 *46* = 1728,86

P_U3 = m₃ *a_S3 = 1,6 * 36 * 23,49 = 1353,02

P_U2 = m₂ *a_S2 = 2,4 * 23,49 = 4228,2