
- •Введение
- •1. Основные понятия и определения, принятые в теории механизмов и машин
- •1.1. Звено механизма
- •1.2. Кинематическая пара
- •1.3. Кинематическая цепь
- •1.4. Механизм
- •1.5. Машина
- •2. Структура и классификация механизмов
- •2.1. Классификация кинематических пар
- •2.2. Условное изображение кинематических пар
- •2.3. Степень свободы кинематической цепи и степени подвижности механизма
- •2.4. Замена в плоских механизмах высших пар низшими
- •2.5. Структурная классификация плоских механизмов
- •2.6. Группы Ассура второго класса
- •2.7. Определение класса механизма
- •3.1. Рычажные механизмы
- •3.2. Построение плана положений механизма
- •3.3. Построение кинематических диаграмм
- •3.4. Построение планов скоростей и ускорений
- •3.5. Определение скоростей и ускорений механизма первого класса
- •3.6. Определение скоростей группы Ассура второго класса первого вида
- •3.7. Определение ускорений группы Ассура второго класса первого вида
- •3.8. Определение скоростей группы Ассура второго класса второго вида
- •3.9. Определение ускорений группы Ассура второго класса второго вида
- •3.10. Кинематический анализ механизмов аналитическим методом
- •3.10.1. Аналоги скоростей и ускорений
- •4. Динамический анализ механизмов
- •4.1. Движение механизмов под действием приложенных сил
- •4.2. Определение закона движения механизма
- •4.3. Приведение сил и масс в механизмах
- •4.4. Уравнение движения механизма в энергетической форме
- •4.5. Неравномерность движения механизмов и машин
- •4.6. Уравнение движения машин для отдельных фаз
- •4.8. Назначение маховика
- •4.9. Диаграмма энергомасс
- •4.10. Определение движения механизма по диаграмме энергомасс
- •4.11. Определение момента инерции маховика
- •5. Силовой анализ механизмов
- •5.1. Определение сил инерции звеньев
- •5.2. Направление реакций в плоских кинематических парах
- •5.3. Условие статической определимости кинематических цепей
- •5.5. Определение реакций в кинематических парах группы Ассура второго класса второго вида
- •5.6. Силовой расчет ведущего звена
- •5.7. Рычаг Жуковского
- •5.8. Уравновешивание вращающихся масс
- •6. Кинематический анализ механизмов с высшими парами
- •6.1. Плоские кулачковые механизмы
- •6.2. Механизмы зубчатых передач
- •6.3. Планетарные механизмы
- •6.4. Дифференциальные механизмы
- •7. Синтез кулачковых механизмов
- •7.1. Кинематическая схема механизма
- •7.2. Циклограмма работы механизма
- •7.3. Закон движения толкателя на фазах подъема и опускания
- •7.4. Угол давления в кулачковых механизмах
- •7.5. Определение угла давления по заданному закону движения толкателя и минимального размера кулачка
- •7.6. Выбор радиуса ролика
- •8. Синтез трехзвенных зубчатых передач с неподвижными осями
- •8.1. Основная теорема зацепления
- •8.3. Уравнение эвольвенты
- •8.4. Эвольвентное зацепление
- •8.5. Методы изготовления эвольвентных профилей зубьев
- •8.6. Основные элементы эвольвентного зацепления
- •8.7. Подрезание профилей зубьев
- •8.8. Зубчатые колеса со смещением
- •9.1. Условие соосности в планетарных механизмах
- •9.2. Условие соседства в планетарных механизмах
- •9.3. Условие сборки в планетарных механизмах
- •Библиографический список
мальной угловой скорости звена приведения min , а верх-
няя касательная, составляющая с осью J n максимальный угол max , соответствует максимальной угловой скорости
звена приведения max . |
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
2 |
T |
tg |
|
; |
|||
|
|
min |
||||||
min |
|
|
J |
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|||
2 |
2 |
T |
tg |
|
|
. |
||
|
max |
|||||||
max |
|
J |
|
|||||
|
|
|
|
|
4.11. Определение момента инерции маховика
Так как для установившего движения начальные условия обычно не задаются, то величина T0 является неизвестной и полную диаграмму энергомасс построить не удается. Однако изменение кинетической энергии механизма за произвольный промежуток времени может быть определено, т.е.
T T0 T A Aд Ac .
График зависимости приращения кинетической
энергии T от приведенного момента инерции J n , т.е.
T f Jn , называется диаграммой Виттенбауэра
(рис. 25), где J n – приведенный момент инерции механизма без маховика.
61

Рис. 25. Диаграмма Виттенбауэра
Для того чтобы определить момент инерции махо-
вика, необходимо построить полную диаграмму энерго- |
||
масс: |
T f J |
, |
|
|
n |
где |
J n – приведенный момент инерции механизма с |
маховиком;
T – кинетическая энергия механизма с маховиком.
Так как изменение кинетической энергииT A одинаково как для механизма с маховиком, так
и без него, то полная диаграмма энергомасс T f (J п' )
отличается от неполной T f Jn только началом координат.
62
Начало координат полной диаграммы может быть определено, если известны коэффициент неравномерности
и средняя угловая скорость звена приведения ср .
Для этого произведем следующие преобразования. Возведем в квадрат уравнения
|
|
max |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
min |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
|
|
ср 1 |
2 |
и |
ср 1 |
. |
|
|
|||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
||||
|
|
Получим |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|||
2 |
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
и |
min |
2 |
ср |
2 |
|
|
|
||||||||||||
max |
ср |
1 |
4 |
|
|
|
1 |
4 |
. |
||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
Членом |
|
|
4 |
ввиду малости можно пренебречь, |
|||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
тогда |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
2 |
1 и |
min |
2 |
|
2 |
1 , но |
|
|||||||||||||||||||
|
|
max |
|
|
ср |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ср |
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
2 |
2 T |
tg |
max |
и |
|
min |
2 2 T tg |
min |
. |
|
|||||||||||||||||||
|
max |
|
J |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
J |
|
|
|
||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
В результате имеем |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
2 1 2 |
T tg |
max |
, |
|
|
|
|
||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
ср |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
J |
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
2 1 2 T tg |
min |
. |
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
ср |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
J |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
Откуда |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
tg |
|
|
|
J |
|
|
|
2 1 , |
|
|
|
|
|||||||||||||||
|
|
|
|
max |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 T |
|
|
|
ср |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
tg |
|
|
|
J |
|
|
|
2 1 . |
|
|
|
|
|||||||||||||||
|
|
|
|
min |
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 T |
|
|
|
ср |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
63

Теперь к диаграмме Виттенбауэра T f (Jn )
можно провести касательные под углами max и min , которые соответствуют максимальным и минимальным угловым скоростям. Точка пересечения касательных есть нача-
ло координат полной диаграммы энергомасс T f Jn
(рис. 26).
Рис. 26. К определению момента инерции маховика
Отрезок O m в масштабе J представляет собой момент инерции маховика J м ахов J O m , который нужно установить на вал звена приведения, чтобы механизм двигался с заданным коэффициентом неравномерности хода и средней скоростью ср .
64