Основные понятия тмм. Машина, механизм, звено, кинематическая пара.
Машина – это устройство, выполняющее механические движения для преобразования энергии, материалов или информации. Различают группы машин: 1. Энергетические (ДВС), 2. Технологические (станки, прессы). 3. Информационные (преобразование и переработка информации).
Механизм – это устройство, выполняющее преобразование движения одного или нескольких твердых тел в требуемое движение других твердых тел.
Звено – это одно или несколько жестко соединенных твердых тел, входящих в состав механизма. В каждом механизме имеется стойка (звено неподвижное или принимаемое за неподвижное). Звенья подразделяются на: неподвижные (стойка, неподв. направляющая) и подвижные (кривошип, шатун, коромысло, ползун, кулиса, кулачок). Входное звено – это звено, которому сообщается движение, преобразуемое механизмом в требуемое движение других звеньев. Выходное звено – это звено, совершающее движение, для выполнения которого предназначен механизм.
Кинематическая пара – это подвижное соединение двух соприкасающихся звеньев. По характеру соприкосновения звеньев различают низшие и высшие кинематические пары. Низшие пары могут быть выполнены соприкосновением звеньев по поверхностям или по плоскостям. Высшие – соприкосновением по линиям или в точках.
Кинематическая цепь – это система звеньев, связанных между собой кинематическими парами.
2. Классификация кинематических пар: по виду места контакта (места связи) поверхностей звеньев: низшие – в которых контакт звеньев осуществляется по плоскости или поверхности (пары скольжения);
высшие – в которых контакт звеньев осуществляется по линиям или точкам (пары, допускающие скольжение с перекатыванием)
по относительному движению звеньев, образующих пару:
вращательные;
поступательные;
винтовые;
плоские;
сферические.
по способу замыкания (обеспечения контакта звеньев пары):
силовое – за счет действия сил веса или упругости пружины;
геометрическое – за счет конструкции рабочих поверхностей пары).
по числу условий связи, накладываемых на относительное движение звеньев (число условий связи определяет класс кинематической пары);
по числу подвижностей в относительном движении звеньев.
Степень свободы (подвижности) пространственных и
Плоских механизмов.
H- число степеней свободы, S- число связей (кол-во запрещённых степеней свободы)
Плоский механизм – механизм, в котором все точки и звенья перемещаются в плоскостях параллельных между собой. Н=6-S
Пространственный механизм – механизм, в котором все точки и звенья перемещаются в плоскостях не параллельных между собой. H=3-S
W – число степеней свободы механизма. W=1 – для плоских механизмов; W ≠ 1 – для пространственных механизмов.
Определение числа степеней свободы механизма
W=3*n-2*Pн-Pв+q – формула Чебышева для плоских механизмов. W – число степеней свободы; n – число подвижных звеньев. Для плоских механизмов если W ≠ 1, то допущена ошибка, либо присутствуют звенья, создающие лишнюю степень свободы.
Число степеней свободы пространственного механизма:
Формула Сомова-Малышева:
pi - число «i-й» подвижности.
6. Избыточные (пассивные) - такие связи в механизме, которые повторяют или дублируют связи, уже имеющиеся по данной координате, и поэтому не изменяющие реальной подвижности механизма. При этом расчетная подвижность механизма уменьшается, а степень его статической неопределимости увеличивается. Избыточные связи - это связи, число которых в механизме определяется разностью между суммарным числом связей, наложенных кинематическими парами, и суммой степеней подвижности всех звеньев, местных подвижностей и заданной (требуемой) подвижностью механизма в целом. Схема кинематической пары, отражающая только необходимое число геометрических связей, называется основной. Схема кинематической пары, отражающая как необходимые, так и избыточные локальные (дополнительные) связи, называется действительной. Избыточные локальные связи вносят статическую неопределимость. Число избыточных локальных связей в реальной конструкции пары называется степенью статической неопределимости кинематической пары. Применение сложных кинематических пар с избыточными локальными связями возможно при достаточной жесткости звеньев, когда их деформация при воздействии нагрузок не приводит к заклиниванию элементов кинематических пар или их повышенному изнашиванию.
|
7. Структурная схема - графическое изображение механизма, выполненное с использованием условных обозначений рекомендованных ГОСТ (см. например ГОСТ 2.703-68) или принятых в специальной литературе, содержащее информацию о числе и расположении элементов (звеньев, групп), а также о виде и классе кинематических пар, соединяющих эти элементы. Задачей структурного анализа является определение параметров структуры заданного механизма - числа звеньев и структурных групп, числа и вида кинематических пар, числа подвижностей (основных и местных), числа контуров и числа избыточных связей.
|
8. Структурная схема - графическое изображение механизма, выполненное с использованием условных обозначений рекомендованных ГОСТ (см. например ГОСТ 2.703-68) или принятых в специальной литературе, содержащее информацию о числе и расположении элементов (звеньев, групп), а также о виде и классе кинематических пар, соединяющих эти элементы. Задачей структурного синтеза является синтез структуры нового механизма, обладающего заданными свойствами: числом подвижностей, отсутствием местных подвижностей и избыточных связей, минимумом числа звеньев, с парами определенного вида (например, только вращательными, как наиболее технологичными) и т.п.
|
9. Метод планов скоростей и ускорений относится к графо-аналитическим методам исследования кинематики механизмов.
Планом скоростей (ускорений) механизма называют чертеж, на котором скорости (ускорения) различных точек изображены в виде векторов, показывающих направления и величины (в масштабе) этих скоростей (ускорений) в данный момент времени.
Абсолютное движение любой точки звена может быть составлено из переносного и относительного. За переносное принимается известное движение какой-либо точки. Относительное - движение данной точки относительно той, движение которой принято за переносное:
Этот принцип в равной степени относится к перемещениям, скоростям и ускорениям:
Планы скоростей и ускорений обладают следующими свойствами:
- на плане абсолютные скорости (ускорения) изображаются векторами, выходящими из полюса плана. На конце вектора абсолютной скорости (ускорения) ставится строчная (маленькая) буква, соответствующая той точке механизма, скорость (ускорение) которой данный вектор изображает;
- отрезок, соединяющий концы векторов абсолютных скоростей, представляет собой вектор относительной скорости соответствующих точек. Вектор относительной скорости направлен на плане к той точке, которая в индексе скорости стоит на первом месте; - фигуры, образованные точками одного и того же жесткого звена на плане и на механизме, подобны. Поэтому, если на звене известны скорости и ускорения двух точек, то скорость и ускорение любой третьей точки этого же звена можно найти по подобию;
- имея план скоростей, можно найти угловую скорость любого звена механизма. Для определения угловой скорости исследуемого звена надо взять относительную скорость двух любых точек данного звена и разделить на расстояние между этими точками на механизме;
- имея план ускорений, можно найти угловое ускорение любого звена механизма. Для определения углового ускорения исследуемого звена надо взять тангенциальную составляющую относительного ускорения двух любых точек данного звена и разделить на расстояние между этими точками на механизме;
- звенья, соединенные в поступательную кинематическую пару, имеют одинаковые угловые скорости и одинаковые угловые ускорения.
|
10. Метод планов скоростей и ускорений относится к графо-аналитическим методам исследования кинематики механизмов.
Планом скоростей (ускорений) механизма называют чертеж, на котором скорости (ускорения) различных точек изображены в виде векторов, показывающих направления и величины (в масштабе) этих скоростей (ускорений) в данный момент времени.
Абсолютное движение любой точки звена может быть составлено из переносного и относительного. За переносное принимается известное движение какой-либо точки. Относительное - движение данной точки относительно той, движение которой принято за переносное:
Этот принцип в равной степени относится к перемещениям, скоростям и ускорениям:
Планы скоростей и ускорений обладают следующими свойствами:
- на плане абсолютные скорости (ускорения) изображаются векторами, выходящими из полюса плана. На конце вектора абсолютной скорости (ускорения) ставится строчная (маленькая) буква, соответствующая той точке механизма, скорость (ускорение) которой данный вектор изображает;
- отрезок, соединяющий концы векторов абсолютных скоростей, представляет собой вектор относительной скорости соответствующих точек. Вектор относительной скорости направлен на плане к той точке, которая в индексе скорости стоит на первом месте; - фигуры, образованные точками одного и того же жесткого звена на плане и на механизме, подобны. Поэтому, если на звене известны скорости и ускорения двух точек, то скорость и ускорение любой третьей точки этого же звена можно найти по подобию;
- имея план скоростей, можно найти угловую скорость любого звена механизма. Для определения угловой скорости исследуемого звена надо взять относительную скорость двух любых точек данного звена и разделить на расстояние между этими точками на механизме;
- имея план ускорений, можно найти угловое ускорение любого звена механизма. Для определения углового ускорения исследуемого звена надо взять тангенциальную составляющую относительного ускорения двух любых точек данного звена и разделить на расстояние между этими точками на механизме;
- звенья, соединенные в поступательную кинематическую пару, имеют одинаковые угловые скорости и одинаковые угловые ускорения.
|
|
