Билет №1
Определение машины, механизма, машины полуавтомата, автомата, автоматической линии. Классификация машин.
ОТВЕТ: По определению академика Артоболевского:
Машина – есть устройства, создаваемые человеком для изучения и использования законов природы с целью облегчения физического и умственного труда, повышения его производительности путём частичной или полной замены его в трудовых и физиологических функциях.
Механизм – система тел, предназначенная для преобразования движения одного или нескольких тел в требуемое движение других твёрдых тел. Если в преобразовании движения участвуют жидкие или газообразные тела, то механизм называется гидравлическим или пневматическим. Обычно в механизме имеется одно входное звено, получающее движение от двигателя, и одно выходное звено, соединённое с рабочим органом или указателем прибора. Механизмы бывают плоские и пространственные.
Классификация машин по функциональному назначению:
- энергетические (двигатели, генераторы).
- рабочие (транспортные, технологические).
- информационные (контрольно-управляющие, математические).
- кибернетические.
Машины состоят из механизмов.
По функциональной классификации различают:
- механизмы двигателей и преобразователей;
- исполнительные механизмы;
- передаточные механизмы;
- механизмы контроля, регулирования, наладки;
- механизмы подачи, питания, сортировки;
- механизмы счёта, взвешивания, упаковки.
Много общего с точки зрения структуры и методики расчёта их механических параметров.
Структурно-конструктивная классификация:
- рычажные механизмы;
- кулачковые механизмы;
- зубчатые механизмы (состоят из зубчатых колёс);
- комбинированные.
2. Периодические колебания угловой скорости входного звена: причины их возникновения и способы ограничения, коэффициент неравномерности хода.
Причины периодических колебаний угловой скорости входного звена механизма:
-
приведённый момент движущих сил не
совпадает с моментом сил сопротивления,
то есть
.
-
Приведённый момент инерции – величина
не постоянная, то есть
.
Средним
коэффициентом неравномерности хода
называется степень неравномерности
хода машины за цикл установившегося
движения.
,
,
,
.
Для большинства производственных машин
периодическая неравномерность
отрицательно влияет на ход технологического
процесса и допускается лишь в определённых
пределах, зависящих от значения машины.
Например, для поршневых машин:
,
для щековой дробилки:
.
Билет №2
Строение механизмов. Определение звена, кинематической пары, кинематической цепи.
Звеном называется одно или несколько жёстко соединённых между собой тел.
Звено, принимаемое за неподвижное, называется стойкой. В зависимости от характера движения относительно стойки, различают:
- кривошип (звено, совершающее полный оборот относительно стойки);
- коромысло (звено, совершающее неполной оборот относительно стойки);
- ползун (звено, совершающее возвратно-поступательное движение по направляющим);
- шатун (звено, совершающее сложные движения). Нет связи со стойкой, только через коромысло, кривошип и так далее.
Звено, которому сообщаются заданные движения, называют входное(или ведущее). Звено, для получения требуемого движения которого создан механизм, называютвыходным(или ведомым).
Кинематической парой называют соединение двух звеньев, обеспечивающее их относительную подвижность. Класс кинематической пары устанавливают в зависимости от числа ограничений, накладываемых на относительные движения звеньев. Свободная пара имеет 6 степеней свободы.
- Первый класс – 1 ограничение (по нормали) Пример – шар на плоскости.
- Второй класс – 2 ограничения. Пример – Цилиндр на плоскости.
- Третий класс – 3 ограничения. Пример – сферический шарнир, куб на плоскости.
- Четвёртый класс – 4 ограничения.
- Пятый класс – 5 ограничений.
Поверхность, линия или точка, по которым взаимодействуют звенья в кинематической паре, называются элементами звена.
Если звенья соприкасаются по поверхности, то пара называется низшей. В высших кинематических парах звенья соприкасаются по линии или в точках.
В плоских механизмах, в которых звенья расположены в параллельных плоскостях или одной плоскости, могут быть пары только 4 и 5 класса.
В плоском механизме пары 5 класса – это низшие пары, а пары 4 класса – это высшие пары.
Кинематической цепью называют связанную систему звеньев и кинематических пар. Различают пространственные и плоские кинематические цепи, разомкнутые и замкнутые.
В плоском механизме с низшими парами можно выделить:
1) входные звенья, каждое из которых присоединено с помощью вращательной или поступательной кинематической пары к стойке и имеет одну степень подвижности (W=1);
2) кинематические цепи или структурные группы звеньев, имеющее число степеней подвижности, равное нулю (W=0).
В плоском механизме пары 5 класса – это низшие пары, а пары 4 класса – это высшие пары.
Определение угловой скорости входного звена механизма при установившемся режиме с помощью диаграммы энергомасс.
- графически (по
диаграмме энерго-масс).
.
Угловая скорость переменная.