602

2

УДК 621.01

Дручинин, Д. Ю. Теория механизмов и машин Текст : методические указания для самостоятельной работы студентов по направлению подготовки 35.03.02 - Технология лесозаготовительных и деревоперерабатывающих производств / Д. Ю. Дручинин; М-во образования и науки РФ, ФГБОУ ВО «ВГЛТУ». – Воронеж, 2016. – 13 с.

Печатается по решению учебно-методического совета ФГБОУ ВО «ВГЛТУ» (протокол № ___ от __________ г.)

Рецензент заведующий кафедрой электротехники и автоматики ФГБОУ ВО Воронежский ГАУ д-р техн. наук, проф. Д.Н. Афоничев

3

ВВЕДЕНИЕ

Одной из активных и эффективных форм подготовки квалифицированного специалиста инженерно-технического профиля является самостоятельная работа студентов.

В этой связи с учетом специфики учебных дисциплин по направлению подготовки 35.03.02 предлагается вынести на самостоятельное изучение ряд вопросов, указанных в настоящих методических указаниях, и тесно связанных со смежными или базовыми учебными дисциплинами.

Для качественного и осмысленного изучения материала указанных тем следует строго соблюдать и выполнять комплекс следующих организационнометодических требований и правил:

-тщательно изучить и уяснить план темы занятий;

-выбрать из рекомендуемого списка литературы при помощи преподавателя минимум один основной и один дополнительный источник информации;

-изучить в соответствии с планом лекции конкретные вопросы, критически и творчески оценив их сущность, практичность и перспективность;

-ответить на конкретные контрольные вопросы, указанные к теме;

-сделать выводы и представить свои собственные предложения по практическому применению изученного материала.

Реализация предложенных организационно-методических форм самостоятельной работы и ее действенный контроль позволит активизировать учебный процесс и повысить качество освоения компетенций, определенных Федеральным государственным образовательным стандартом.

4

ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ ОБ ИЗУЧАЕМОЙ ДИСЦИПЛИНЕ

Целью изучения дисциплины «Теория механизмов и машин» является усвоение студентами общих методов исследования и проектирования различных видов механизмов для понимания процессов, происходящих в механизмах, а также принципов их работы и взаимодействия в машине.

Для достижения поставленной цели решаются следующие задачи:

-ознакомление с основными понятиями теории механизмов и машин, структурой основных видов механизмов, их кинематическими и динамическими свойствами;

-изучение и усвоение методики проведения кинематического, структурного, динамического анализа и синтеза различных механизмов;

-ознакомление с областью применения различных механизмов и принципами их проектирования;

-уяснение принципа действия вибрационных транспортеров, методики защиты от вредного воздействия вибрации.

Таблица 1 Объем дисциплины и виды учебной работы по дисциплине

«Теория механизмов и машин»

5

6

ТЕМЫ САМОСТОЯТЕЛЬНОЙ РАБОТЫ ПО ДИСЦИПЛИНЕ «ТЕОРИЯ МЕХАНИЗМОВ И МАШИН»

Тема 1. Основы структурного анализа механизмов.

План.

1.Основные виды механизмов.

2.Структурные формулы механизмов.

3.Влияние избыточных связей на работоспособность и надежность ма-

шин.

4.Синтез структурных групп с помощью структурных формул.

5.Классификация структурных групп.

6.Разновидность четырехзвенных рычажных механизмов.

7.Зубчатые, кулачковые и фрикционные механизмы.

Литература: основная [1], дополнительная [3].

Контрольные вопросы

1.Дать определение машины и механизма.

2.Какой механизм называется передаточным и направляющим?

3.Шарнирно-рычажные механизмы.

4.Кулачковый механизм и его разновидности.

5.Сфера применения винтовых, клиновых и фрикционных механизмов.

6.Какой механизм называется зубчатым?

7. Для чего в конструкциях машин используют зубчатые механизмы? 8. Пояснить принцип действия мальтийского и храпового механизмов. 9. Особенности использования структурных формул механизмов.

10. Как влияют избыточные связи на работоспособность и надежность машин?

11. Методика определения и устранения избыточных связей в кинематических цепях.

12. Каким образом выполняется синтезирование структурных групп? 13. Какие кинематические пары называются внутренними и внешними? 14. Пояснить суть классификации структурных групп.

15. Как образуются плоские четырехзвенные механизмы?

7

16. Пять модификаций четырехзвенных механизмов.

Тема 2. Кинематика механизмов.

План.

1.Аналитический метод исследования открытой кинематической цепи.

2.Кинематическое исследование рычажных механизмов с замкнутыми

цепями.

3.Методы определения кинематических характеристик.

Литература: дополнительная [2, 3].

Контрольные вопросы

1.Пояснить суть аналитического метода исследования открытой кинематической цепи.

2.Метод преобразования координат для аналитического исследования кинематики рычажных механизмов.

3.Какие особенности имеет графический способ определения кинематических характеристик механизма методом кинематических диаграмм?

4.Последовательность графоаналитического метода определения кинематических характеристик.

5.Построение планов скоростей и ускорений.

Тема 3. Динамический анализ машин и механизмов.

План.

1.Уравнения движения механизма.

2.Основные режимы движения машины.

3.Неустановившееся движение механизма.

4.Определение продолжительности переходного процесса.

Литература: основная [1, 2].

Контрольные вопросы 1. Какие факторы вызывают периодические и непериодические колебания

угловой скорости динамической модели?

8

2.Основные режимы движения машин.

3.Чем характеризуются переходные режимы движения машины?

4.Записать уравнение движения машины в дифференциальной форме и показать, как им можно пользоваться.

5.Как определяется продолжительность переходного процесса?

Тема 4. Неуравновешенность роторов и их балансировка.

План.

1.Роторы и их классификация.

2.Балансировка роторов при различных видах неуравновешенности.

3.Статическая балансировка роторов при проектировании.

4.Динамическая балансировка роторов при проектировании.

Литература: основная [1].

Контрольные вопросы

1.В связи с чем уравновешивание вращающихся масс приобрело важное значение в машинах и оборудовании?

2.Что называется ротором в теории уравновешивания?

3.Какой ротор называется неуравновешенным?

4.Виды неуравновешенности роторов.

5.Жесткие и гибкие роторы.

6.От чего зависит неуравновешенность ротора?

7.Какой процесс называется балансировкой?

8.Статическая неуравновешенность ротора и выполнение его статической балансировки.

9.Когда возникает моментная неуравновешенность ротора?

10.Динамическая неуравновешенность ротора и выполнение его динамической балансировки.

11.Какие особенности имеет статическая балансировка роторов при проектировании?

12.Выполнение динамической балансировки ротора при проектирова-

нии?

9

Тема 5. Синтез рычажных механизмов.

План.

1.Синтез четырехзвенных механизмов по заданным положениям звеньев.

2.Синтез механизмов по коэффициенту производительности.

3.Угол давления при синтезе механизмов.

4.Направляющие механизмы. Механизмы с выстоями.

5.Шаговые механизмы. Мальтийские механизмы.

6.Механизмы пантографов.

7.Синтез сферических рычажных механизмов.

Литература: основная [2], дополнительная [3].

Контрольные вопросы

1.Задачи синтеза механизмов и их решение.

2.Что такое структурный синтез, кинематический синтез и динамический

синтез?

3.Получение механизмов из шарнирного четырехзвенника путем изменения размеров звеньев.

4.Коэффициент производительности циклового механизма.

5.Какое значение имеет угол давления на работу механизма?

6.Особенности направляющих и шаговых механизмов.

7.Назначение механизмов пантографов.

8.Какие особенности конструкции имеют сферические рычажные меха-

низмы?

Тема 6. Кулачковые механизмы.

План.

1.Взаимосвязь угла давления и размеров кулачкового механизма.

2.Свойство отрезка передаточной функции и правило его построения.

3.Проектирование кулачкового механизма с прямолинейно движущимся роликовым толкателем.

4.Построение графика перемещения толкателя.

5.Построение области допустимого расположения центра вращения ку-

лачка.

6.Выбор положения центра вращения кулачка, определение его началь-

10

ного радиуса.

7.Построение центрового и конструктивного профилей кулачка.

8.Проектирование кулачкового механизма с коромысловым роликовым толкателем.

9.Определение размеров кулачкового механизма с тарельчатым толкате-

лем.

10.Определение основных размеров кулачкового механизма.

11.Построение профиля кулачка.

Литература: основная [1], дополнительная [3].

Контрольные вопросы

1.Какие особенности кулачковых механизмов обусловили их широкое применение в различных машинах и приборах?

2.Основные недостатки кулачковых механизмов.

3.Подразделение кулачковых механизмов по способу замещения высшей кинематической пары.

4.Перечислить фазы движения толкателя кулачкового механизма и соответствующие им углы поворота кулачка.

5.Способы уменьшения угла давления толкателя в кулачковом механиз-

ме.

6.Основные этапы синтеза кулачковых механизмов.

7.Какие законы движения толкателя целесообразно использовать в быстроходных кулачковых механизмах?

8.Методика определения положения центра вращения кулачка в механизме с поступательно движущимся толкателем при заданном допустимом угле давления.

9.Методика определения положения центра вращения кулачка при заданном допустимом угле давления и межосевом расстоянии в механизме с качающимся толкателем.

10.Как выбирается величина радиуса ролика кулачкового механизма?

11.Построение конструктивного профиля кулачка по его центровому

профилю.