- •1. Структура механизмов
- •1.1. Машина и механизм. Классификация механизмов по функциональному и структурно-конструктивному признакам.
- •1.2. Рычажные механизмы. Преимущества и недостатки. Применение в технических устройствах.
- •1.3. Кулачковые механизмы. Типы кулачковых механизмов. Преимущества и недостатки. Основное назначение.
- •1.4. Зубчатые механизмы. Виды зубчатых механизмов. Основное назначение.
- •1.5. Задачи и цели структурного анализа и синтеза механизмов.
- •1.6. Звено, наименование звеньев.
- •1.7. Кинематическая пара. Классификация кинематических пар. Низшие и высшие кинематические пары.
- •1.8. Кинематическая цепь. Виды кинематических цепей. Кинематические пары плоских цепей.
- •1.9. Основной принцип образования механизмов. Структурный синтез механизмов. Начальный механизм. Структурная группа (группа Асура). Классификация структурных групп.
- •1.10. Структурный анализ механизмов. Определение степени свободы пространственных и плоских механизмов.
- •1.11. Лишние степени свободы. Избыточные и пассивные связи и звенья.
- •1.12. Замена высших кинематических пар низшими. Условия эквивалентности.
- •1.13. Формула строения механизма. Классификация рычажных механизмов по структурному признаку (по Артоболевскому и.И.).
- •2.5. Графический метод. Метод графического дифференцирования.
- •2.6. Графо-аналитический метод (метод планов). Примеры построения планов скоростей и ускорений.
- •2.7. Аналоги кинематических параметров.
- •3. Динамический анализ рычажных механизмов.
- •3.1. Задачи динамического анализа механизмов. Их содержание.
- •3.2. Силовой анализ механизмов. Статический и динамический расчёт. Задачи и цели. Основные допущения. Уравнения статики.
- •3.3. Классификация сил. Внешние и внутренние силы. Статические и динамические нагрузки.
- •3.4. Силовой расчёт рычажных механизмов методом кинетостатики. Принципы силового расчёта. Уравнения кинетостатики.
- •3.5. Пример выполнения силового расчёта.
- •3.6. Учёт сил трения при силовом расчёте. Виды трения. Трение в поступательной паре. Трение во вращательной паре. Угол трения, круг трения. Приведённый коэффициент трения. Расчёт мощности трения.
- •3.7. Кпд машины при последовательном и параллельном соединении механизмов.
- •3.8. Кпд винтовой пары.
- •3.9. Мгновенный кпд рычажного механизма. Методика расчёта.
- •3.10. Уравновешивание рычажных механизмов. Постановка задачи. Пример.
- •3.11. Уравновешивание вращающихся масс звеньев – балансировка. Постановка задачи. Виды неуравновешенности звена.
- •3.12. Признаки уравновешенного звена.
- •3.13. Движение механизмов под действием приложенных сил – динамика. Основные задачи динамики.
- •3.14. Замена механизма на динамически эквивалентную модель. Звено приведения. Приведение сил и масс. Условия динамической эквивалентности.
- •3.15. Уравнения движения звена приведения в дифференциальной и интегральной (энергетической) формах.
- •4.2. Синтез рычажных механизмов на примере шарнирного 4-х звенника. Метод замкнутости векторного контура.
- •5. Анализ и синтез зубчатых механизмов.
- •5.1. Синтез зубчатых механизмов. Теорема Виллиса о передаче движения в высшей паре – основной закон зацепления.
- •5.2. Эвольвентные зубчатые механизмы. Их преимущества.
- •5.3. Эвольвента круга и её свойства. Использование в зубчатых механизмах.
- •5.4. Геометрия эвольвентного зубчатого колеса. Влияние смещения исходного производящего контура на геометрические параметры колеса (нулевые и исправленные зубчатые колёса).
- •5.5. Монтажное зацепление эвольвентных исправленных зубчатых колёс. Основные параметры. Влияние смещения исходного производящего контура.
- •5.6. Методы образования эвольвентного профиля зубчатого колеса. Станочное зацепление. Условия появления и устранения подреза ножки зуба. Цели смещения исходного контура.
- •5.7. Качественные показатели зубчатого зацепления. Влияние смещения исходного производящего контура на качественные показатели.
- •5.9. Силовой расчёт зубчатых механизмов. Определение крутящих моментов по уравнению мощности. Уравнение редукции моментов.
1.5. Задачи и цели структурного анализа и синтеза механизмов.
ОТВЕТ: Задачами структурного анализаявляются: выявление особенностей строения, определение числа степеней свободы, порядка и класса механизма с целью установления рациональных методов и последовательностью кинематического расчёта.
1.6. Звено, наименование звеньев.
ОТВЕТ: Звеномназывается 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).
1.7. Кинематическая пара. Классификация кинематических пар. Низшие и высшие кинематические пары.
ОТВЕТ: Кинематической паройназывают 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.
1.8. Кинематическая цепь. Виды кинематических цепей. Кинематические пары плоских цепей.
ОТВЕТ: 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.
1.9. Основной принцип образования механизмов. Структурный синтез механизмов. Начальный механизм. Структурная группа (группа Асура). Классификация структурных групп.
ОТВЕТ: Любой механизм включает в свой состав простейший начальный или первичный механизм, который состоит из одного подвижного звена и стойки, связанной либо поступательной, либо вращательной парой.
Более сложные механизмы образуются из простого начального механизма путём присоединения к нему структурных групп или групп Асура. Группа Асура– это такая кинематическая цепь, которая, будучи присоединённой свободными (незанятыми) элементами пар к стойке, образует неподвижную систему, то естьW=0.(3n-2P5=0)
Структурный синтез механизмов основан на методе «наслоения» или присоединения к имеющейся кинематической цепи механизма групп с числом степеней подвижности, равным нулю.
Структурная группа имеет порядок и класс. Порядок определяют по числу свободных (независимых) элементов кинематических пар, а класс – по числу кинематических пар, образующих наиболее сложный замкнутый контур.