 
        
        - •О.А. Шипилова Теория механизмов и машин
- •130501 «Проектирование, сооружение и эксплуатация газонефтепроводов
- •130602 «Машины и оборудование нефтяных и газовых промыслов»;
- •151001 «Технология машиностроения» очно-заочной формы обучения
- •Расчетно-графическая работа № 1 по теории механизмов и машин
- •Рычажного механизма»
- •Расчетно-графичекая работа № 2 по теории механизмов и машин «Кинематика многозвенных зубчатых передач»
- •§ 1. Структурный анализ плоских механизмов
- •1.1. Основные понятия и определения
- •12. Определение степени подвижности плоских механизмов
- •1.3. Структурная классификация механизмов по Ассуру – Артоболевскому
- •§ 2. Построение планов положений механизма
- •§ 3. Определение скоростей точек механизма методом планов скоростей
- •§ 4. Определение ускорений точек механизма методом планов ускорений
- •§ 5. Определение сил инерции
- •§ 6. Определение уравновешивающего момента методом н. Е. Жуковского
- •§ 6. Многозвенные зубчатые передачи
- •Список литературы
§ 6. Определение уравновешивающего момента методом н. Е. Жуковского
Уравновешивающий
момент, приложенный к ведущему звену
механизма, можно определить на основании
теоремы
Н. Е. Жуковского о жестком рычаге, суть
которой заключается
в следующем: «Если какой-либо механизм
с одной
степенью подвижности под действием сил
 ,
,
 ,
,
 и
т.
д., приложенных к точкам А,
В, С и
т. д., находится в
равновесии, то в равновесии находится
и повернутый на 90°
план скоростей этого механизма,
рассматриваемый как жесткий
рычаг, вращающийся вокруг полюса р
и
нагруженный
теми же силами
и
т.
д., приложенных к точкам А,
В, С и
т. д., находится в
равновесии, то в равновесии находится
и повернутый на 90°
план скоростей этого механизма,
рассматриваемый как жесткий
рычаг, вращающийся вокруг полюса р
и
нагруженный
теми же силами 
 ,
,
и
т. д., приложенными соответственно
к точкам а,
b,
с и
т. д.».
,
,
и
т. д., приложенными соответственно
к точкам а,
b,
с и
т. д.».
Пример
6. Определить
уравновешивающий момент, действующий
на кривошип О1А
методом
Н.Е. Жуковского, если известны: силы Ри
моменты Ми
инерции, действующие на звенья механизма
(рис. 12);  сила
производственного
сопротивления 
 =
140 Н.
=
140 Н.
Решение. Составим схему нагружения механизма внешними силами и силами инерции (рис. 12).
Схема
нагружения механизма
 μl=0,01[м/мм]
μl=0,01[м/мм]
 Рис.
12
Рис.
12
1. Определим силы тяжести по величине:
 ,
,
 
 
 ,
,
 
 .
.
Векторы
сил тяжести 
 ,
,
 ,
,
 ,
,
 направлены вертикально вниз и приложены
в точках центров масс звеньев S2,
S3,
S4,
S5.
направлены вертикально вниз и приложены
в точках центров масс звеньев S2,
S3,
S4,
S5.
2.
Силу
производственного
сопротивления 
прикладываем к
ползуну в точке Е
в направлении, противоположному движению
(противоположно вектору скорости 
 .
.
 
Рис. 13
Строим
в произвольном масштабе повернутый на
90° план скоростей механизма (рис. 13). Для
удобства принимаем
масштаб  
 =
0,00285 [м/с·мм],
при этом длины векторов
повернутого плана скоростей увеличатся
вдвое по
сравнению с векторами построенного
ранее плана скоростей.
Переносим на этот план заданную силу
производственного сопротивления
=
0,00285 [м/с·мм],
при этом длины векторов
повернутого плана скоростей увеличатся
вдвое по
сравнению с векторами построенного
ранее плана скоростей.
Переносим на этот план заданную силу
производственного сопротивления 
 ,
силы
тяжести G2,
G3
,
G4,
G5,
силы инерции
,
силы
тяжести G2,
G3
,
G4,
G5,
силы инерции ,
, ,
,
 ,
, .
Перечисленные
силы (рис. 13) переносим параллельно самим
себе и прикладываем в одноименных точках
повернутого
на 90°
плана   скоростей:
силы
,
,
G5
–
в точке е
плана;
силы
и G2
– в
точке
s2;
силы
.
Перечисленные
силы (рис. 13) переносим параллельно самим
себе и прикладываем в одноименных точках
повернутого
на 90°
плана   скоростей:
силы
,
,
G5
–
в точке е
плана;
силы
и G2
– в
точке
s2;
силы 
 и G3
– в точке
s3;
силы 
и G4
-
в точке s4.
Пары
сил
и G3
– в точке
s3;
силы 
и G4
-
в точке s4.
Пары
сил
 и
и
 ,
,
 и
и
 ,
,
 
 и
и
 от  моментов  инерции
от  моментов  инерции
 ,
,
 и
и 
 также  переносим
в одноименные точки, но так, чтобы
направление вращения пары сил совпадало
с направлением соответствующего момента
инерции. Так, например, пара сил 
и
,
приложенная в точках  а
и
b,
вращает отрезок  а
b
плана по часовой стрелке и момент инерции
также имеет направление по часовой
стрелке. Пару сил 
и 
переносим в точки b
и
 р,
направление вращения пары сил –  по
часовой стрелке;
пару
сил
 также  переносим
в одноименные точки, но так, чтобы
направление вращения пары сил совпадало
с направлением соответствующего момента
инерции. Так, например, пара сил 
и
,
приложенная в точках  а
и
b,
вращает отрезок  а
b
плана по часовой стрелке и момент инерции
также имеет направление по часовой
стрелке. Пару сил 
и 
переносим в точки b
и
 р,
направление вращения пары сил –  по
часовой стрелке;
пару
сил 
 и
и
 переносим в точки
d
и  e,
направление вращения – по часовой
стрелке.
 переносим в точки
d
и  e,
направление вращения – по часовой
стрелке.
Уравновешивающий момент представим в виде:
 .
.
В
точке а
плана
перпендикулярно
к вектору
pa
  прикладываем силу 
 ,
 причем
направление выбираем произвольно.
,
 причем
направление выбираем произвольно.
Составляем уравнение моментов всех перенесенных на план скоростей сил относительно полюса р:
 
откуда:
 
где длины плеч измеряем по чертежу в миллиметрах.
Так
как численное значение уравновешивающей
силы 
 получили
положительное, то направление
уравновешивающего момента было выбрано
верно.
получили
положительное, то направление
уравновешивающего момента было выбрано
верно. 
Определяем значение уравновешивающего момента:
 .
.
ЗАДАНИЕ НА РАСТЧЕТНО-ГРАФИЧЕСКУЮ РАБОТУ № 2
«Кинематика многозвенных зубчатых передач»
- Построить план скоростей дифференциального механизма, считая заданными числа оборотов колес 1 и 4, определить число оборотов водила Н аналитическим и графическим методами. 
- Закреплением колеса 4 получить планетарную передачу и построить для нее план скоростей. Определить передаточное отношение i15 аналитическим и графическим методами. 
- Закреплением водила Н получить трехступенчатую зубчатую передачу и построить для нее план скоростей. Определить передаточное отношение i14 аналитическим и графическим методами. 
Механизм № 1
 
| параметры | №№ вариантов | ||||||||||
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | ||
| Числа зубьев | Z1 | 9 | 13 | 15 | 13 | 15 | 14 | 10 | 12 | 11 | 12 | 
| Z2 | 18 | 34 | 30 | 28 | 28 | 26 | 20 | 36 | 33 | 32 | |
| Z2' | 27 | 32 | 25 | 22 | 33 | 24 | 28 | 30 | 26 | 20 | |
| Z3 | 29 | 25 | 30 | 27 | 22 | 26 | 24 | 26 | 25 | 28 | |
| Z3' | 27 | 22 | 28 | 23 | 26 | 22 | 20 | 24 | 21 | 24 | |
| Z4 | 29 | 35 | 27 | 26 | 29 | 28 | 32 | 32 | 30 | 24 | |
| Модули в мм | m1-3 | 7 | 9 | 8 | 6 | 10 | 5 | 4 | 5 | 4 | 7 | 
| Числа об/мин | n1 | 60 | 60 | 90 | 90 | 90 | 40 | 60 | 120 | 70 | 60 | 
| n4 | 60 | 30 | 40 | -60 | 60 | -40 | -40 | 90 | -50 | -30 | |
| Числа зубьев | Zн | 35 | 39 | 42 | 37 | 44 | 38 | 34 | 33 | 36 | 40 | 
| Z5 | 22 | 26 | 21 | 18 | 24 | 16 | 10 | 23 | 14 | 20 | |
Механизм № 2
 
| параметры | №№ вариантов | ||||||||||
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | ||
| Числа зубьев | Z1 | 16 | 12 | 15 | 15 | 13 | 16 | 11 | 14 | 14 | 10 | 
| Z2 | 32 | 34 | 30 | 26 | 20 | 25 | 36 | 25 | 38 | 20 | |
| Z2' | 18 | 28 | 30 | 28 | 24 | 20 | 18 | 24 | 24 | 24 | |
| Z3 | 26 | 24 | 18 | 18 | 20 | 20 | 28 | 32 | 26 | 18 | |
| Z4 | 70 | 76 | 66 | 64 | 64 | 60 | 74 | 88 | 76 | 60 | |
| Модули в мм | m1-3 | 7 | 5 | 9 | 8 | 10 | 7 | 6 | 6 | 7 | 9 | 
| Числа об/мин | n1 | 230 | 160 | 110 | 200 | 120 | 210 | 180 | 150 | 180 | 90 | 
| n4 | -60 | -60 | 60 | -50 | -30 | -30 | -30 | 30 | -30 | 60 | |
| Числа зубьев | Zн | 40 | 32 | 48 | 36 | 30 | 38 | 42 | 46 | 34 | 50 | 
| Z5 | 42 | 36 | 56 | 40 | 34 | 44 | 46 | 48 | 38 | 58 | |
Механизм № 3
 
| параметры | №№ вариантов | ||||||||||
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | ||
| Числа зубьев | Z1 | 10 | 12 | 12 | 10 | 11 | 15 | 14 | 11 | 13 | 14 | 
| Z2 | 22 | 22 | 30 | 25 | 26 | 36 | 30 | 28 | 20 | 34 | |
| Z2' | 62 | 72 | 70 | 60 | 66 | 76 | 80 | 64 | 80 | 84 | |
| Z3 | 28 | 32 | 30 | 25 | 30 | 32 | 36 | 28 | 38 | 42 | |
| Z3' | 34 | 38 | 35 | 30 | 36 | 38 | 44 | 33 | 42 | 46 | |
| Z4 | 68 | 78 | 75 | 65 | 72 | 82 | 88 | 69 | 84 | 88 | |
| Модули в мм | m1-3 | 4 | 5 | 3 | 3 | 5 | 4 | 4 | 3 | 6 | 6 | 
| Числа об/мин | n1 | 90 | 70 | 70 | 90 | 80 | 60 | 50 | 80 | 60 | 50 | 
| n4 | -45 | -35 | -35 | -60 | -40 | -30 | -25 | -40 | -30 | -25 | |
| Числа зубьев | Zн | 35 | 39 | 32 | 27 | 36 | 33 | 34 | 30 | 42 | 40 | 
| Z5 | 15 | 13 | 8 | 9 | 16 | 11 | 17 | 10 | 12 | 20 | |
Механизм № 4
| параметры | №№ вариантов | ||||||||||
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | ||
| Числа зубьев | Z1 | 15 | 13 | 11 | 10 | 14 | 15 | 12 | 14 | 10 | 12 | 
| Z2 | 26 | 22 | 32 | 25 | 28 | 30 | 30 | 32 | 20 | 24 | |
| Z2' | 20 | 24 | 18 | 26 | 24 | 18 | 28 | 24 | 24 | 24 | |
| Z3 | 19 | 20 | 20 | 20 | 30 | 18 | 18 | 22 | 18 | 24 | |
| Z4 | 56 | 64 | 58 | 66 | 64 | 54 | 64 | 68 | 60 | 72 | |
| Модули в мм | m1-3 | 5 | 5 | 8 | 8 | 10 | 10 | 7 | 7 | 6 | 6 | 
| Числа об/мин | n1 | 120 | 90 | 240 | 210 | 180 | 210 | 180 | 150 | 120 | 150 | 
| n4 | 60 | 60 | -60 | -30 | -30 | -60 | -30 | 30 | -30 | -60 | |
| Числа зубьев | Zн | 21 | 22 | 15 | 12 | 18 | 19 | 17 | 20 | 14 | 16 | 
| Z5 | 32 | 27 | 20 | 22 | 26 | 24 | 30 | 28 | 22 | 26 | |
 
Механизм № 5
 
| параметры | №№ вариантов | ||||||||||
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | ||
| Числа зубьев | Z1 | 9 | 11 | 15 | 15 | 12 | 9 | 11 | 13 | 13 | 14 | 
| Z2 | 27 | 33 | 25 | 30 | 32 | 18 | 22 | 29 | 26 | 28 | |
| Z2' | 22 | 26 | 29 | 24 | 20 | 28 | 27 | 24 | 24 | 30 | |
| Z3 | 22 | 20 | 25 | 20 | 21 | 25 | 24 | 27 | 23 | 26 | |
| Z3' | 19 | 18 | 22 | 18 | 17 | 22 | 21 | 18 | 20 | 24 | |
| Z4 | 25 | 28 | 32 | 26 | 24 | 31 | 30 | 33 | 27 | 32 | |
| Модули в мм | m1-3 | 5 | 6 | 8 | 4 | 5 | 10 | 9 | 6 | 4 | 8 | 
| Числа об/мин | n1 | 60 | 30 | 30 | 60 | 30 | 40 | 60 | 60 | 30 | 60 | 
| n4 | -40 | -90 | -60 | 30 | 20 | 30 | 40 | 90 | 60 | -30 | |
| Числа зубьев | Zн | 34 | 35 | 33 | 32 | 30 | 20 | 24 | 26 | 28 | 31 | 
| Z5 | 38 | 37 | 39 | 36 | 34 | 28 | 32 | 30 | 32 | 40 | |
Механизм № 6
 
| параметры | №№ вариантов | ||||||||||
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | ||
| Числа зубьев | Z1 | 10 | 12 | 14 | 14 | 11 | 9 | 15 | 12 | 15 | 13 | 
| Z2 | 20 | 33 | 28 | 24 | 25 | 22 | 30 | 24 | 27 | 26 | |
| Z2' | 70 | 84 | 68 | 66 | 64 | 80 | 72 | 62 | 82 | 60 | |
| Z3 | 32 | 44 | 30 | 36 | 32 | 40 | 34 | 25 | 41 | 27 | |
| Z3' | 36 | 42 | 34 | 30 | 34 | 42 | 38 | 28 | 46 | 32 | |
| Z4 | 74 | 82 | 72 | 60 | 68 | 82 | 76 | 65 | 87 | 65 | |
| Модули в мм | m1-3 | 6 | 7 | 3 | 6 | 5 | 5 | 3 | 4 | 7 | 4 | 
| Числа об/мин | n1 | -100 | -75 | -105 | -140 | -150 | -90 | -135 | -120 | -80 | -110 | 
| n4 | 25 | 30 | 30 | 60 | 50 | 30 | 45 | 40 | 20 | 20 | |
| Числа зубьев | Zн | 40 | 44 | 30 | 38 | 36 | 34 | 32 | 26 | 40 | 28 | 
| Z5 | 46 | 50 | 34 | 44 | 42 | 39 | 36 | 30 | 48 | 32 | |
Механизм № 7
 
| параметры | №№ вариантов | ||||||||||
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | ||
| Числа зубьев | Z1 | 15 | 11 | 13 | 10 | 12 | 12 | 10 | 10 | 14 | 14 | 
| Z2 | 28 | 24 | 24 | 30 | 22 | 26 | 20 | 22 | 28 | 26 | |
| Z2' | 26 | 30 | 22 | 28 | 20 | 24 | 18 | 20 | 26 | 24 | |
| Z3 | 18 | 26 | 22 | 22 | 24 | 28 | 26 | 28 | 24 | 20 | |
| Z3' | 22 | 20 | 26 | 30 | 20 | 22 | 18 | 24 | 28 | 24 | |
| Z4 | 66 | 76 | 70 | 80 | 64 | 74 | 62 | 72 | 78 | 68 | |
| Модули | m1-3 | 5 | 6 | 5 | 6 | 5 | 6 | 5 | 6 | 6 | 5 | 
| Числа об/мин | n1 | 70 | 85 | 80 | 70 | 85 | 80 | 90 | 90 | 75 | 75 | 
| n4 | 20 | 30 | 30 | 20 | 30 | 30 | 40 | 40 | 20 | 20 | |
| Числа зубьев | Zн | 42 | 36 | 46 | 34 | 38 | 32 | 40 | 30 | 42 | 48 | 
| Z5 | 48 | 44 | 50 | 60 | 46 | 42 | 48 | 40 | 50 | 54 | |
Механизм № 8
 
| параметры | №№ вариантов | ||||||||||
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | ||
| Числа зубьев | Z1 | 12 | 13 | 10 | 15 | 14 | 13 | 10 | 12 | 14 | 15 | 
| Z2 | 28 | 32 | 22 | 32 | 36 | 24 | 34 | 20 | 26 | 30 | |
| Z2' | 76 | 72 | 78 | 80 | 74 | 70 | 60 | 64 | 76 | 70 | |
| Z3 | 30 | 20 | 34 | 36 | 24 | 24 | 24 | 22 | 30 | 26 | |
| Z3' | 22 | 18 | 22 | 24 | 20 | 18 | 18 | 18 | 20 | 24 | |
| Z4 | 24 | 34 | 22 | 20 | 30 | 28 | 18 | 24 | 26 | 20 | |
| Модули | m1-3 | 6 | 6 | 5 | 5 | 6 | 4 | 4 | 4 | 5 | 6 | 
| Числа об/мин | n1 | 60 | 75 | 45 | 55 | 40 | 40 | 60 | 70 | 50 | 50 | 
| n4 | 110 | 100 | 120 | 80 | 90 | 100 | 120 | 110 | 90 | 80 | |
| Числа зубьев | Zн | 32 | 30 | 24 | 26 | 40 | 22 | 30 | 24 | 28 | 36 | 
| Z5 | 40 | 42 | 32 | 36 | 46 | 30 | 38 | 32 | 34 | 44 | |
Механизм № 9
| параметры | №№ вариантов | ||||||||||
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | ||
| Числа зубьев | Z1 | 9 | 12 | 11 | 10 | 11 | 10 | 14 | 13 | 12 | 15 | 
| Z2 | 27 | 24 | 22 | 22 | 33 | 20 | 28 | 26 | 28 | 30 | |
| Z2' | 18 | 24 | 20 | 20 | 24 | 30 | 28 | 32 | 26 | 20 | |
| Z3 | 26 | 24 | 22 | 24 | 20 | 32 | 20 | 28 | 30 | 26 | |
| Z3' | 22 | 26 | 28 | 20 | 28 | 24 | 24 | 22 | 32 | 26 | |
| Z4 | 66 | 74 | 70 | 64 | 72 | 86 | 72 | 82 | 88 | 72 | |
| Модули | m1-3 | 6 | 5 | 4 | 4 | 8 | 7 | 3 | 6 | 7 | 6 | 
| Числа об/мин | n1 | 140 | 160 | 150 | 120 | 100 | 110 | 180 | 120 | 90 | 150 | 
| n4 | 40 | 45 | 50 | 30 | 45 | 20 | 60 | 40 | 30 | 30 | |
| Числа зубьев | Zн | 24 | 26 | 20 | 18 | 28 | 26 | 22 | 30 | 36 | 24 | 
| Z5 | 24 | 28 | 22 | 20 | 14 | 18 | 30 | 24 | 12 | 32 | |
 
Механизм № 10
 
| параметры | №№ вариантов | ||||||||||
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | ||
| Числа зубьев | Z1 | 13 | 14 | 11 | 14 | 15 | 9 | 12 | 10 | 13 | 10 | 
| Z2 | 26 | 28 | 22 | 25 | 30 | 27 | 24 | 24 | 39 | 20 | |
| Z2' | 76 | 68 | 74 | 72 | 80 | 60 | 64 | 78 | 70 | 62 | |
| Z3 | 32 | 26 | 34 | 30 | 36 | 22 | 26 | 28 | 24 | 24 | |
| Z3' | 24 | 22 | 22 | 18 | 26 | 18 | 20 | 20 | 24 | 20 | |
| Z4 | 20 | 20 | 18 | 24 | 18 | 20 | 18 | 30 | 22 | 18 | |
| Модули в мм | m1-3 | 4 | 5 | 3 | 4 | 3 | 6 | 5 | 5 | 4 | 5 | 
| Числа об/мин | n1 | 140 | 130 | 80 | 120 | 90 | 90 | 110 | 150 | 160 | 100 | 
| n4 | 70 | 100 | 60 | 100 | 120 | 90 | 80 | 50 | 90 | 120 | |
| Числа зубьев | Zн | 14 | 10 | 20 | 13 | 18 | 20 | 16 | 22 | 12 | 8 | 
| Z5 | 42 | 35 | 30 | 26 | 36 | 25 | 24 | 33 | 40 | 24 | |
