3.3. Классификация сил. Внешние и внутренние силы. Статические и динамические нагрузки.

ОТВЕТ: Силы, возникающие при работе машинного агрегата, можно подразделить на 6 групп:

- Движущие силы Р_Д.С.или их моменты М_Д.С.. Работа их за цикл всегда положительна.

- Силы Р_П.С.или моменты М_П.С.технологического или полезного сопротивления. Выполнение машиной технологического процесса связано с преодолением сопротивлений, называемых полезными. Таковы, например, сопротивления при резании дерева в лесопильных машинах, дробления в дробильных машинах, сжатия воздуха или газа в компрессорах, резания в металлорежущих станках и др.Полезные сопротивления– это усилия, для преодоления которых и построен данный механизм или машина.

- Силы тяжести G, определяемые материалом и конструкцией звена. В ряде случаев вес звеньев механизма оказывает значительное влияние на нагрузку кинематических пар. Например, масса подвижной щеки дробилки достигает 2500 кг.

- Силы упругости Р или момент от сил упругости звеньев М_Р. Любое звено машины до известной степени деформируемо; потенциальная энергия, определяемая деформацией звена в момент накопления её (зарядки), берёт на себя часть работы движущих сил, и в следующий момент (разрядки) потенциальная энергия превращается в кинетическую, помогая движению отдельных звеньев машины. Деформациям под действием сил подвержены как жесткие звенья машины, так и упругие, например пружины.

- Силы «пассивных» сопротивлений Т или их моменты М_Т. Это могут быть силы трения, силы сопротивления воздушной или жидкой среды. Трение в кинематических парах технологических машин является вредным, а в транспортных машинах и в тормозных системах ими пользуются как необходимыми силами.

- Силы инерции Р_Ии моменты от сил инерции М_И. Если звено механизма при своём движении имеет ускорение, то всегда возникают силы инерции или моменты от сил инерции, которые в быстроходных машинах достигают значительной величины и требуют учёта.

- Реакции связи.

Внешними силами являются: силы веса, сопротивления о среду.

Внутренними силами являются усилия, возникающие в связях.

3.4. Силовой расчёт рычажных механизмов методом кинетостатики. Принципы силового расчёта. Уравнения кинетостатики.

ОТВЕТ: Метод кинетостатики основан на принципе Даламбера: Если ко всем силам, действующим на связанную систему тел приложить силу инерции, то такую систему можно условно считать находящейся в равновесии.

Принцип освобождаемости от связей: Не нарушая состояния покоя или движения системы можно разрывать отдельные связи, заменяя отдельные связи соответствующими реакциями.

Все внешние силы, действующие на каждое звено, сведём к одной равнодействующей силе P_i, которая определена как вектор и задана по линии её действия, и моментуM_i. Совместное применение начала Даламбера и принципа освобождаемости приводит к уравнениям:

, .

3.5. Пример выполнения силового расчёта.

ОТВЕТ:

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.

ОТВЕТ: Общие положения:

Природа трения, виды трения, некоторые положения теории сухого трения.

Трение– общее сопротивление, возникающее на соприкасающихся поверхностях при их относительном движении.

По кинематическому признаку различают:

- трение скольжения,

- трение качения,

- трение верчения.

1. Трение скольжения. Природа: возникает за счёт механического сцепления шероховатости поверхностей. Процесс разрушения шероховатости –износ., гдеf– коэффициент трения. В зависимости от состояния поверхностей различают:

- сухое трение,

- граничное трение (полусухое),

- полужидкостное трение,

- жидкостное трение (поверхности разделены слоем смазки).

Сухое трение.

- Коэффициент трения принимается величиной постоянной, а сила трения пропорциональна нормальному давлению лишь в определённом диапазоне нагрузок и скоростей.

- Сила трения направлена противоположно скорости относительного движения.

- С увеличением относительной скорости, сила трения несколько снижется, приближаясь к некоторой постоянной величине.

- С увеличением нормального давления сила трения увеличивается.

- Трение покоя больше трения движения.

Жидкостное трение.

Если в слое смазки развивается гидродинамическое давление, создающее усилия, превышающие действующую на вал нагрузку, то вал как бы всплывает и трение происходит по слою смазки.

Для поступательного движения: .

Для вращательного движения: - для новых, необработанных цапф;

- для старых, проработанных цапф.

- приведённый коэффициент трения.