674

УДК 621.01

Гончаров П. Э. Теория механизмов и машин Текст : методические указания для самостоятельной работы студентов по направлению подготовки 15.03.02 – Технологические машины и оборудование / П. Э. Гончаров, Д. Ю. Дручинин, Е. В. Поздняков; М-во образования и науки РФ, ФГБОУ ВО «ВГЛТУ». – Воронеж, 2016. – 14 с.

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

Рецензент заведующий кафедрой прикладной механики ФГБОУ ВО Воронежский ГАУ канд. техн. наук, доц. А.Н. Беляев

ВВЕДЕНИЕ

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

В этой связи с учетом специфики учебных дисциплин по направлению подготовки 15.03.02 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.

ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ ОБ ИЗУЧАЕМОЙ ДИСЦИПЛИНЕ

Целью дисциплины «Теория механизмов и машин» является изучение общих методов исследования и проектирования схем механизмов для понимания процессов, происходящих в механизмах, а также принципов работы отдельных механизмов и их 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 методик определения параметров механизмов, а также методов проектирования механизмов и машин по требуемым условиям;

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

Таблица 1 Объем дисциплины и виды учебной работы по дисциплине

«Теория механизмов и машин»

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 для машины и механизма.

2.Какие механизмы называются 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?

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 [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?

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. Уравновешивание механизмов

План

1.Понятие о неуравновешенности механизма.

2.Метод замещающих масс.

3.Полное статическое уравновешивание различных механизмов.

4.Частичное уравновешивание различных механизмов.

5.Эквивалентная схема.

Литература: основная [1].

Контрольные вопросы

1.Что является целью уравновешивания механизмов?

2.Какой механизм считается уравновешенным?

3.Условия уравновешивания.

4.В чем заключается метод замещающих масс?

5.Каковы условия перехода от звена с распределенной массой к модели с точечными массами?

6.Методика статического уравновешивания шарнирного четырех-

звенника.

7.Как выполняется полное статическое уравновешивание кривошип- но-ползунного механизма?

8.В чем особенности уравновешивания вертикальной составляющей сил инерции?

9.Методика частичного уравновешивания для случая, когда центр масс движется по дуге, хорда которой перпендикулярна оси направляющей ползуна.

10.Когда для уравновешивания применяется эквивалентная схема?

Тема 5. Силы трения в механизмах

План

1.Законы трения.

2.Трение в поступательной паре.

3.Трение во вращательной паре.

4.Трение в высшей кинематической паре.

Литература: дополнительная [3].

Контрольные вопросы

1.Физический смысл силы трения.

2.В чем суть основных законов трения?

3.Особенности трения в поступательной паре.

4.Что понимается под самоторможением тела?

5.Особенности трения во вращательной паре.

6.Две гипотезы распределения давления на поверхности вращательной кинематической пары.

7.Особенности трения в высшей паре.

8.Что называется коэффициентом трения качения?

Тема 6. Синтез зубчатых механизмов

План

1.Построение картины зацепления.

2.Сложные зубчатые и планетарные механизмы.

3.Кинематическое исследование рядного зубчатого механизма аналитическим и графическим методом.

4.Формула Виллиса.

5.Кинематическое исследование типовых планетарных механизмов графическим и аналитическим способом.

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

Контрольные вопросы 1. Методика построения картины зацепления.

2.Параметры картины зацепления.

3.Какой зубчатый механизм называется сложным?

4.Какой зубчатый механизм называется планетарным?

5.Особенности выполнения кинематического исследования рядного зубчатого механизма аналитическим и графическим методами.

6.Формула Виллиса для планетарных механизмов.

7. Как определить передаточное отношение двухрядного механизма с одним внутренним зацеплением и одним внешним зацеплением аналитическим и графическим способом?

8. Методика определения передаточного отношения однорядного механизма с одним внутренним и одним внешним зацеплением аналитическим и графическим способом.

9. Как определить передаточное отношение двухрядного механизма с двумя внешними зацеплениями аналитическим и графическим способом?

10. Методика определения передаточного отношения двухрядного механизма с двумя внутренними зацеплениями аналитическим и графическим способом.

11. Какова цель применения метода обращения движения при кинематическом анализе планетарного механизма?

Тема 7. 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 проектировании?

Тема 8. 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.