10. Классификация сил действующих в машинах.
Во время работы машины на ее движущиеся части действуют различные силы, которые вызывают ускорение или замедление их движения. Эти силы подразделяются на движущие силы и силы сопоставления движению. Движущие силы вызывают движение частей машины, необходимое для выполнения работы. Величина работы движущей силы зависит от ее направления и будет наибольшей, когда угол между направлением силы и направлением перемещения равен нулю. Кроме движущих сил в машине всегда действуют силы сопротивления направленные против сил движущих. Силы сопротивления, действующие в машине, подразделяют на силы полезного и вредного сопротивления. Силы полезного (рабочего) сопротивления есть противодействие со стороны тех тел, на которые направлены движущие силы. Например, в металлорежущих станках — сопротивление резанию, в подъемном кране — вес поднимаемого груза и т. п. Силы вредного сопротивления — главным образом силы трения в движущихся частях машины, на преодоление которых затрачивается часть мощности машины.
Силы тяжести звеньев, противоположны в центре масс звеньев, совершают положительную работу, когда центр масс опускается и отрицательную работу, когда центр масс поднимается, но за полный кинематический цикл, работа сил тяжести равна 0.
Внутренние силы- силы взаимодействия между звеньями механизма. По 3 закону Ньютона они взаимообратны и определяются в процессе силового расчета.
11. Динамическая модель машины с одной степенью свободы. Приведение сил и масс.
Динамическая модель механизма, или машины представляет собой уравнение движения звена приведения, к которому приведены все силы и массы звеньев. Динамическая модель – модель системы, предназначенная для исследования ее свойств в функции времени (или модель системы, предназначенная для исследования в ней динамических явлений). риведенная сила (Fп) (момент приведенной силы (Мп)) – условная сила (момент), которая, будучи приложена в какой-либо точке звена приведения, при заданном положении входного звена совершает в единицу времени механическую работу, численно равную сумме работ всех сил и моментов сил, действующих на звенья механизма. Так как речь идет об условных силовых факторах, то обычно выбирают точку приложения приведенной силы, скорость которой известна, и направление ее вектора принимают совпадающим с направлением вектора скорости.
Из определения приведенной силы (момента) вытекают зависимости для нахождения их величин, в которых учтено, что механическая работа в единицу времени равна мощности:
Приведенная масса (mп) (приведенный момент инерции (Iп)) механизма – условная масса (момент инерции), которая, будучи сосредоточена в какой-либо точке звена приведения, обладает кинетической энергией, численно равной кинетической энергии всех звеньев механизма при заданном положении входного звена.
Из этого определения следует, что величины приведенной массы и приведенного момента инерции определяются из зависимостей
значения приведенной силы и ее момента, приведенной массы и приведенного момента инерции зависят только от отношения скоростей звеньев и их точек к скорости звена приведения или какой-либо его точки.
Из изучения кинематики механизмов известно, что отношения скоростей звеньев и точек определяются передаточной функцией и не зависят от абсолютных значений кинематических факторов. Поэтому в динамических расчетах шарнирных механизмов отношения скоростей для реализации зависимостей определяют для единичных значений скоростей входных звеньев механизмов, а в зубчатых механизмах – через величины передаточных отношений.