- •Содержание
- •1 Основные понятия теории механизмов и машин…. 5
- •5 Синтез механизмов…………………………………………….. 71
- •5.1 Лекция 11 …………………………………………………………….. 71
- •5.1.1 Общие методы синтеза механизмов………………………………. 71
- •1 Основные понятия теории механизмов и машин
- •1.1 Лекция
- •1.1.2 Машина
- •Основные понятия
- •Основные виды механизмов
- •2 Структурный анализ и синтез механизмов
- •2.1 Лекция 2
- •2.1.1 Определение числа степеней свободы кинематической цепи
- •2.1.2 Замена высших кинематических пар цепями с низшими парами
- •2.2 Лекция
- •2.2.1 Структурная классификация плоских механизмов
- •3.1 Лекция 4
- •3.1.1 Задачи кинематики
- •3.1.2 Графический метод кинематического исследования
- •3.1.3 Графическое дифференцирование. Графическое интегрирование
- •3.1.4 Графический метод как алгоритм решения задачи с помощью
- •3.2 Лекция 5
- •3.2.1 Метод планов скоростей и ускорений
- •3.2.2 Аналитический метод кинематического исследования
- •4 Динамика механизмов и машин
- •4.1 Лекция 6
- •4.1.1 Задачи динамики
- •4.1.2 Силовой расчет механизмов
- •4.1.3 Кинетостатика групп Ассура второго класса
- •4.1.4 Кинетостатика начального звена
- •4.2 Лекция 7
- •4.2.1 Определение уравновешивающей силы (момента) по методу
- •4.2.2 Учет трения в механизмах
- •4.2.3 Трение скольжения. Трение в поступательных кинематических
- •Из рисунка 20а:
- •4.2.4 Трение на наклонной плоскости
- •4.2.5 Учет формы направляющих, приведенный коэффициент трения
- •4.3 Лекция 8
- •4.3.1 Трение во вращательных парах
- •4.3.2 Трение в цапфах
- •4.3.3 Трение в пятах
- •4.3.4 Трение гибких тел
- •4.3.5 Трение качения
- •4.4 Лекция 9.
- •4.4.1 Энергетический баланс машины
- •4.4.2 Коэффициент полезного действия системы механизмов
- •4.4.3 Приведение сил и масс в механизмах. Уравнение движения
- •4.4.4 Уравновешивание сил инерции вращающихся звеньев
- •4.5 Лекция 10
- •4.5.1 Электро-, гидро-, пневмопривод механизмов
- •4.5.2 Выбор типа привода
- •5 Синтез механизмов
- •5.1 Лекция 11
- •5.1.1 Общие методы синтеза механизмов
- •5.1.2 Синтез механизмов с низшими кинематическими парами
- •5.1.3 Методы оптимизации в синтезе механизмов с применением
- •5.2 Лекция 12
- •5.2.1 Синтез зубчатых механизмов
- •5.2.2 Основной закон зацепления.
- •5.2.3 Кинематика зубчатых механизмов.
- •5.2.4 Эвольвентное зацепление
- •5.2.5 Методы изготовления зубчатых колес
- •5.3 Лекция 13
- •5.3.1 Размеры зубчатых колес, формируемые при нарезании
- •5.3.2 Геометрические показатели качества зацепления
- •5.4 Лекция 14
- •5.4.1 Кулачковые механизмы. Типы механизмов. Принципы
- •5.4.2 Динамический синтез кулачковых механизмов
- •5.4.3 Построение профиля кулачка
- •5.4.4 Силовое замыкание высшей кинематической пары
4.5.2 Выбор типа привода
Выбор типа привода зависит от условий работы исполнительного механизма, для которого он предназначен.
Электропривод широко применяется в условиях относительно длительной непрерывной работы механизма: различные станки, транспортеры, вентиляторы, насосы, компрессоры, конвейеры и т.д.
Гидропривод используется в механизмах, требующих больших усилий при относительно небольших (ограниченных) перемещениях: современные экскаваторы, дорожно-строительные и грузоподъемные машины (бульдозеры, грейдеры, скреперы, подъемники, домкраты и т.д), роботы, манипуляторы, гидроусилители (в частности в управлении тяжелыми машинами) и др.
Пневмопривод аналогичен работе гидропривода, но более «мягок» в усилии на выходе, поэтому его целесообразно применять в механизмах, в которых необходимо подстраиваться к усилию на выходе. Например, двери пассажирского транспорта. Пневмопривод обладает большим быстродействием по сравнению с гидроприводом, поэтому его применяют в механизмах типа отбойного молотка, различного рода вибраторах, в пневмоинструменте.
5 Синтез механизмов
5.1 Лекция 11
5.1.1 Общие методы синтеза механизмов
Проектирование механизмов представляет собой сложную комплексную проблему, решение которой можно разбить на несколько самостоятельных этапов. Первым этапом проектирования является установление кинематической схемы механизма, обеспечивающей требуемый вид и закон движения. Именно этот этап проектирования в основном рассматривается в теории механизмов и машин. Раздел теории механизмов, посвященный методам проектирования по заданным кинематическим условиям схем механизмов, получил название синтеза механизмов.
Синтез кинематической схемы механизма состоит в определении некоторых постоянных его параметров, удовлетворяющих заданным структурным, кинематическим и динамическим условиям. При этом одна часть параметров может быть задана, а другая должна быть определена. В общем случае задачи синтеза механизмов являются многопараметрическими, так как число параметров механизма никогда не бывает однозначным. В настоящее время существует ряд способов решения таких задач с использованием метода параметрической оптимизации. При использовании этого метода обычно одно условие принимается за основное. Тогда все остальные условия будут дополнительными. Основное условие обычно выражается в виде некоторой функции, экстремум которой должен определить требуемые параметры синтезируемого механизма. Эту функцию обычно называют целевой функцией (или критерием оптимизации). Так, например, для зубчатого механизма это может его передаточное отношение, для кулачкового механизма – заданный закон движения толкателя, для рычажного механизма – оценка отклонения траектории движения заданной точки от требуемой траектории или заданный закон движения выходного звена и т.д.
5.1.2 Синтез механизмов с низшими кинематическими парами
В плоских механизмах с низшими парами (часто их называют рычажными механизмами) параметрами кинематической схемы являются расстояния между центрами шарниров, размеры, определяющие положения поступательных пар, расстояния до точек, описывающих траектории, и т.п. Определение параметров кинематической схемы механизма по заданным геометрическим и кинематическим условиям движения выходного звена составляют основную задачу проектирования механизмов.
Условия проектирования рычажных механизмов весьма разнообразны, однако из обширного круга задач проектирования можно выделить задачу воспроизведения заданного закона движения или, что то же, заданной целевой функции. Задача о воспроизведении заданного закона движения состоит в определении таких параметров кинематической схемы, которые обеспечивают точное или приближенное движение по заданному закону при определенном законе движения входного звена. При синтезе механизмов, в которых выходные звенья совершаю сложное движение, в некоторых случаях ограничиваются воспроизведением траектории одной точки этого звена. Соответствующая задача синтеза механизмов носит название задачи о воспроизведении заданной траектории.
В качестве примеров в теории механизмов и машин подробно рассматриваются следующие задачи проектирования рычажных механизмов:
- проектирование шарнирного четырехзвенника по заданным положениям его звеньев;
- проектирование кривошипно-ползунного механизма по заданным положениям его звеньев;
- проектирование шарнирного четырехзвенника, кривошипно-ползунного и кулисного механизмов по заданному коэффициенту изменения средней скорости выходного звена;
- условия существования кривошипа в четырехзвенных механизмах.
Примечание: в рамках данного короткого курса подробное изучение этих методов не предусмотрено.