- •Кафедра «Теория механизмов и машин» теория механизмов и машин конспект лекций
- •Лекция 31. Пространственные зубчатые передачи.
- •1.2. Механизмы современной техники.
- •1.3. Задачи и основные методы теории механизмов и машин.
- •План лекции
- •1. 5. 2 Классификация кинематических пар по числу связей.
- •1.5.3 Степень подвижности кинематической цепи.
- •5. 7 Избыточные связи.
- •План лекции
- •1. 5. 5 Образование механизма из кинематической цепи.
- •1. 5. 6 Принцип образования механизмов по Ассуру.
- •1. 5. 6 Принцип образования механизмов по Ассуру.
- •1. 5. 7 Избыточные связи
- •1. 5. 8 Классификация механизмов по общим свойствам.
- •1.5.9 Виды механизмов.
- •Тема 2
- •Лекция 4 План лекции
- •2. 2 Графический метод кинематического анализа - метод кинематических диаграмм.
- •2. 2. 1 Определение положений звеньев, построение траекторий точек и кинематических диаграмм.
- •2. 2. 2 Графическое дифференцирование.
- •2.2.3 Графическое интегрирование.
- •2.3.1 Построение планов скоростей.
- •2.3.2 Построение планов ускорений.
- •2.5 Метод преобразования координат.
- •2.5.1. Определение положений точек в незамкнутых кинематических цепях.
- •2.5.2 Определение положений точек в замкнутых кинематических цепях.
- •2. 14 Преобразование координатных систем.
- •2 .5.4 Уравнения преобразования координат для конкретных кинематических пар,
- •5. 5 Определение положения захвата пространственного манипулятора в неподвижной системе координат.
- •Лекция 8
- •2.5.6 Определение положения точек в плоских механизмах
- •2.5.7 Определение положений точек, скоростей и ускорений
- •2.5.6 Определение положений точек в плоских механизмах векторным методом.
- •2.5.7 Определение угловых скоростей и ускорений звеньев и линейных скоростей и ускорений точек плоских механизмов. Аналоги скоростей и ускорений.
- •3.1. Введение в динамику машин.
- •3.2.1 Классификация сил.
- •3.1 Введение в динамику машин.
- •3.2. Силы, действующие в машинах.
- •3.2.1 Классификация сил.
- •Внешние и внутренние силы.
- •2. Силы движущие и силы сопротивления.
- •3.2.2 Определение сил инерции.
- •3.4.Кинетостатический расчет механизмов.
- •3.4.1 Задачи кинетостатики механизмов.
- •3.4.2 Условия статической определимости групп звеньев.
- •3.4.3 Графоаналитический метод кинетостатического расчета групп второго класса.
- •2. Группа 2-го вида
- •3.4.4 Аналитический метод кинетостатического
- •3.4.5 Кинетостатика ведущего звена.
- •3.4.4 Аналитический метод кинетостатического
- •Лекция 12. План лекции.
- •3.5.1 Трение в поступательных кинематических
- •3.5.2 Трение во вращательной кинематической паре.
- •3. 6. Передача работы и мощности. Кпд машин. Коэффициент потерь.
- •3.6.1 Кпд поступательной кинематической пары.
- •3.6.3. Определение кпд механизма.
- •3.6.4 Кпд соединенных машин.
- •3.7.1 Общие условия уравновешивание вращающихся масс.
- •3.7.2 Статическое уравновешивание.
- •Уравновешивание в общем случае или динамическое уравновешивание.
- •3.7.4 Статическая и динамическая балансировка вращающихся масс.
- •3.7.6. Уравновешивание шарнирного четырехзвенника.
- •3.8. Движение машин под действием заданных сил.
- •3.8.1. Режимы движения машины.
- •3.8.2. Характеристика внешних сил.
- •Кинетическая энергия звеньев и работа сил, действующих в машинах.
- •Приведение сил и масс .Динамические модели машины.
- •Определение приведенных моментов инерции и моментов сил кривошипно-ползунного механизма.
- •Приведение сил и масс. Динамические модели машины.
- •3.8.5 Определение приведенных моментов инерции и моментов сил кривошипно – ползунного механизма.
- •Лекция 16.
- •3.8.7. Уравнения движения машины в форме интеграла энергии.
- •3.8.8 Уравнения движения в дифференциальной форме.
- •Разрешим уравнение (3.57) относительно углового ускорения
- •3.8.13 Определение момента инерции маховика.
- •3.8.16 Уравнения движения машины с учетом упругости звеньев.
- •Тема 4. Общие методы синтеза механизмов. (4 часа).
- •План лекции
- •4. 1. Основные задачи и метода синтеза.
- •4. 2. Основные и дополнительные условия синтеза. Ограничения при синтезе.
- •4. 3. Методы оптимального синтеза.
- •4. 4. Синтез механизмов на основании заданной целевой функции.
- •4. 5. Интерполяционный метод синтеза механизмов.
- •Лекция 20.
- •4.6. Синтез механизмов методом наилучшего приближения функций.
- •4.7. Метод квадратичного приближения.
- •4.6. Синтез механизмов методом наилучшего приближения функций.
- •4.7. Метод квадратичного приближения.
- •Тема 5 Синтез плоских рычажных механизмов (4 часа) Лекция 21 План лекции
- •5.1 Основные условия и ограничения при синтезе.
- •5.2 Синтез четырехзвенного кривошипно-коромыслового. Механизма по трем положениям, аналитическим методом.
- •5.3 Синтез четырехзвенного кривошипно-коромыслового механизма по двум крайним положениям коромысла, коэффициенту изменения средней скорости и допускаемому углу давления.
- •5.1 Основные условия и ограничения при синтезе.
- •5.2 Синтез четырехзвенного кривошипно-ползунного коромыслового механизма по трем положениям аналитическим методом.
- •5.3 Синтез четырехзвенного кривошипно-коромыслового механизма по двум крайним положениям коромысла, коэффициенту изменения средней скорости и допускаемому углу давления.
- •План лекции
- •5.4.L Синтез кривошипно-коромыслового механизма.
- •5.4.2 Синтез кривошипно-ползунного механизма.
- •5.4.З Синтез кулисного механизма.
- •9.2. Фазы движения толкателя
- •9.3. Обоснование выбора закона движения
- •Лекция 24. План лекции.
- •6.4. Кинематический анализ кулачковых механизмов.
- •6.5 Синтез кулачковых механизмов.
- •6.6 Проектирование по кинематическим параметрам. Построение профиля кулачка при поступательном движении толкателя.
- •6.4 Проектирование по динамическим параметрам. Определение текущих углов давления. Аналог скорости
- •Лекция 25 План лекции.
- •6.10. Графическое определение текущих углов давления.
- •6.11 Аналитический метод определения основных размеров кулачкового механизма по заданному допускаемое углу давления.
- •6.12. Силовой расчет кулачкового механизма.
- •Глава 7. Синтез зубчатых зацеплений. (12 часов).
- •7.2. Основная теорема зацепления. Полюс зацепления. Центроиды колес.
- •7.3. Цилиндрическая эвольвентная зубчатая передача..
- •7.1 Виды зубчатых механизмов
- •7.2. Основная теорема зацепления. Полюс зацепления. Центроиды колес.
- •7.3. Цилиндрическая эвольвентная зубчатая передача.
- •Окружность
- •Окружность
- •5. Эвольвента - кривая без перегибо Лекция 27. План лекции
- •7.4. Элементы эвольвентного зубчатого колеса
- •Элементы и свойства эвольвентного зацепления
- •7.6 Коэффициент перекрытия
- •7.4. Элементы эвольвентного зубчатого колеса
- •7.5 Элементы и свойства эвольвентного зацепления
- •7.6. Коэффициент перекрытия
- •Лекция 28. План лекции
- •7.7. Интерференция зубьев. Условие отсутствия заклинивания
- •7.8. Внутреннее зацепление (рис.7.9)
- •7.9. Реечное зацепление (рис.7.10)
- •7.10. Изготовление зубчатых колес.
- •Лекция 29. План лекции
- •Смещение исходного контура и его влияние на форму нарезаемых зубьев.
- •Определение размеров колеса
- •7.14. Толщина зуба по произвольной окружности.Условие отсутствия заострения
- •7.15. Условие отсутствия подрезания
- •7.16 Эвольвентное беззазорное зацепление. Определение межосевого расстояния и угла зацепления. Воспринимаемое и уравнительное смещение.
- •7.17 Проектирование зубчатых передач. Выбор коэффициента смещения.
- •7.18 Косозубая цилиндрическая передача,
- •7.17 Проектирование зубчатых передач. Выбор коэффициента смещения.
- •7.18 Косозубая цилиндрическая передача.
- •7.21 Передачи с перекрещивающимися осями.
- •7.21.1 Винтовая передача.
- •7.21.2 Червячная передача.
- •Тема 8. Синтез механизмов с подвижными осями. Лекция 32.
- •Кинематическое исследование планетарных механизмов графическим методом Куцбаха – Смирнова.
- •Тема 9. Основы теории машин - автоматов. ( 4 часа)
- •План лекции:
- •9.1.2. Управление от копиров.
- •9.1.3. Следящий привод.
- •Промышленные роботы
- •9.3. Рабочий объем манипулятора и классификация движений захвата
- •9.4. Влияние расположения кинематических пар манипулятора на его маневренность
- •9.5 Структурный синтез манипуляторов
- •9.6 Зоны обслуживания, угол и коэффициент
- •Список литературы.
3.1. Введение в динамику машин.
З.2. Силы, действующие в машинах.
3.2.1 Классификация сил.
3.2.2 Определение сил инерции.
3.1 Введение в динамику машин.
При изучении кинематики механизмов предполагалось движения ведущих звеньев заданными, а движение ведомых звеньев изучалось в зависимости от заданного закона движения ведущих с учетом только структуры механизмов и основных геометрических размеров звеньев, определяющих их относительные движения.
В динамике машин рассматривается движение механизмов с учетом действующих сил. Необходимость такого рассмотрения обусловлена тем, что в машине не только преобразуется механическое движение, но и осуществляется передача сил и энергии.
Поэтому проектирование новых машин сопровождается обычно расчетом их элементов на прочность, и размеры звеньев устанавливаются в соответствии с теми силами, которые на них действуют. Расчету машин на прочность должно предшествовать определение сил. Поэтому одной из основных задач динамики является определение тех сил, которые действуют на звенья механизмов, в кинематических парах, на опоры механизмов в процессе работы машины.
Во время движения механизма его звенья движутся неравномерно, в результате чего появляются дополнительные реакции связей, т.е. дополнительные силы, действующие на элементы кинематических пар. В теории механизмов принято рассматривать вместо этих реакций связи их уравновешивающую силу, перенесенную на звено в виде силы инерции. Точно определить ускорение звеньев во многих случаях трудно, поэтому наиболее распространенным является приближенный способ определения сил инерции звеньев, при котором ускорения точек звеньев находят из
условия равномерного движения ведущего звена. При силовом анализе механизмов устанавливается способ уменьшения динамических нагрузок, возникающих при движении механизма. Силовой анализ выполняется на основе обыкновенных уравнений равновесия твердых тел, а с учетом сил инерции - на основе уравнений динамического равновесия в форме Даламбера. Метод силового расчета с учетом сил инерции и применением уравнений динамического равновесия называется кинетостатическим расчетом механизмов, в отличие от статического расчета, при котором силы инерции звеньев не учитываются.
Весьма существенное значение имеет расход энергии в процессе работы машины и ее затраты на преодоление технологических и механических сопротивлений. Это распределение энергии оценивается коэффициентом полезного действия. Поэтому особое внимание уделяется сопротивлению, появляющемуся вследствие трения элементов кинематических пар под действием нормальных составляющих реакций.
После определения сил конструктор подбирает все необходимые размеры, массы и моменты инерции звеньев и приступает к решению второй части задачи, а именно, к исследованию действительного закона движения механизмов с учетом действующих сил с целью изучения режимов движения и установления способов, обеспечивающих данный режим. Эта группа вопросов решается на основе дифференциальных уравнений движения механизмов и машин. По результатам этих расчетов окончательные коррективы вносятся в кинематическую схему машины.
В свете вышесказанного задачи динамики кратко можно определить следующим образом:
Изучение сил, действующих на элементы механизмов в процессе их движения
Определение реакций в кинематических парах.
3) Исследование закона движения машины по заданным силам.
4) Уравновешивание вращающихся звеньев
5) Уравновешивание машин на фундаменте
6) Определение трения и КПД машин.
7) Регулирование хода машин.