- •Государственное образовательное учреждение высшего
- •Лекция 13. Уравновешивание звеньев.
- •1.2. Механизмы современной техники.
- •1.3. Задачи и основные методы теории механизмов и машин.
- •План лекции
- •1. 5. 2 Классификация кинематических пар по числу связей.
- •1.5.3 Степень подвижности кинематической цепи.
- •5. 7 Избыточные связи.
- •План лекции
- •1. 5. 6 Принцип образования механизмов по Ассуру.
- •1. 5. 7 Избыточные связи
- •1. 5. 8 Классификация механизмов по общим свойствам.
- •1.5.9 Виды механизмов.
- •Тема 2
- •2. 2 Графический метод кинематического анализа - метод кинематических диаграмм.
- •2. 2. 1 Определение положений звеньев, построение траекторий точек и кинематических диаграмм.
- •2. 2. 2 Графическое дифференцирование.
- •2.2.3 Графическое интегрирование.
- •2.3 Графоаналитический метод кинематического анализа - метод планов скоростей и ускорений.
- •2.3.1 Построение планов скоростей и их свойства.
- •2.3.2 Построение планов ускорений и их свойства.
- •2.3 Графоаналитический метод кинематического анализа - метод планов скоростей и ускорений.
- •2.3.1 Построение планов скоростей.
- •2.3.2 Построение планов ускорений.
- •2. 4 Аналитические методы кинематического анализа.
- •2.5 Метод преобразования координат.
- •2.5.1. Определение положений точек в незамкнутых кинематических цепях.
- •2.5.2 Определение положений точек в замкнутых кинематических цепях.
- •2.5.3 Определение положения точек в пространственных кинематических цепях.
- •2.5.4 Уравнения преобразования координат для кинематических пар.
- •2.5.5 Определение положения захвата пространственного манипулятора в неподвижной системе координат.
- •2.5.3 Определение положений точек звеньев в пространственных кинематических цепях.
- •2. 14 Преобразование координатных систем.
- •2.5.4 Уравнения преобразования координат для конкретных кинематических пар,
- •5. 5 Определение положения захвата пространственного манипулятора в неподвижной системе координат.
- •Лекция 8
- •2.5.6 Определение положения точек в плоских механизмах
- •2.5.7 Определение положений точек, скоростей и ускорений
- •2.5.6 Определение положений точек в плоских механизмах векторным методом.
- •2.5.7 Определение угловых скоростей и ускорений звеньев и линейных скоростей и ускорений точек плоских механизмов. Аналоги скоростей и ускорений.
- •3.1. Введение в динамику машин.
- •3.2.1 Классификация сил.
- •3.1 Введение в динамику машин.
- •3.2. Силы, действующие в машинах.
- •3.2.1 Классификация сил.
- •2. Силы движущие и силы сопротивления.
- •3.2.2 Определение сил инерции.
- •3.3. Реакции в кинематических парах.
- •3.4.Кинетостатический расчет механизмов.
- •3.4.1 Задачи кинетостатики механизмов.
- •3.4.2 Условия статической определимости групп звеньев.
- •3.4.3 Графоаналитический метод кинетостатического расчета групп второго класса.
- •2. Группа 2-го вида
- •3.4.4 Аналитический метод кинетостатического
- •3.4.5 Кинетостатика ведущего звена.
- •3.4.4 Аналитический метод кинетостатического
- •Лекция 12.
- •3.5.1 Трение в поступательных кинематических
- •3.5.2 Трение во вращательной кинематической паре.
- •3. 6. Передача работы и мощности. Кпд машин. Коэффициент потерь.
- •3.6.1 Кпд поступательной кинематической пары.
- •3.6.3. Определение кпд механизма.
- •3.6.4 Кпд соединенных машин.
- •Лекция 13.
- •3.7.1 Общие условия уравновешивание вращающихся масс.
- •3.7.2 Статическое уравновешивание.
- •Уравновешивание в общем случае или динамическое уравновешивание.
- •3.7.4 Статическая и динамическая балансировка вращающихся масс.
- •Лекция 14
- •3.7.6. Уравновешивание шарнирного четырехзвенника.
- •3.8. Движение машин под действием заданных сил.
- •3.8.1. Режимы движения машины.
- •3.8.2. Характеристика внешних сил.
- •3.8.5 Определение приведенных моментов инерции и моментов сил кривошипно – ползунного механизма.
- •3.8.8 Уравнения движения в дифференциальной форме.
- •Разрешим уравнение (3.57) относительно углового ускорения
- •Лекция 17.
- •3.8.13 Определение момента инерции маховика.
- •Лекция 18.
- •3.8.16 Уравнения движения машины с учетом упругости звеньев.
- •4. 2. Основные и дополнительные условия синтеза. Ограничения при синтезе.
- •4. 3. Методы оптимального синтеза.
- •4. 4. Синтез механизмов на основании заданной целевой функции.
- •4. 5. Интерполяционный метод синтеза механизмов.
- •Лекция 20.
- •4.6. Синтез механизмов методом наилучшего приближения функций.
- •4.7. Метод квадратичного приближения.
- •4.6. Синтез механизмов методом наилучшего приближения функций.
- •4.7. Метод квадратичного приближения.
- •Тема 5 Синтез плоских рычажных механизмов (4 часа)
- •5.2 Синтез четырехзвенного кривошипно-ползунного коромыслового механизма по трем положениям аналитическим методом.
- •5.3 Синтез четырехзвенного кривошипно-коромыслового механизма по двум крайним положениям коромысла, коэффициенту изменения средней скорости и допускаемому углу давления.
- •План лекции
- •5.4.2 Синтез кривошипно-ползунного механизма.
- •5.4.З Синтез кулисного механизма.
- •Тема 6.
- •9.2. Фазы движения толкателя
- •9.3. Обоснование выбора закона движения
- •Лекция 24.
- •6.5 Синтез кулачковых механизмов.
- •6.6 Проектирование по кинематическим параметрам. Построение профиля кулачка при поступательном движении толкателя.
- •6.4 Проектирование по динамическим параметрам. Определение текущих углов давления. Аналог скорости
- •Лекция 25
- •6.10. Графическое определение текущих углов давления.
- •6.11 Аналитический метод определения основных размеров кулачкового механизма по заданному допускаемое углу давления.
- •6.12. Силовой расчет кулачкового механизма.
- •Глава 7. Синтез зубчатых зацеплений. (12 часов).
- •7.2. Основная теорема зацепления. Полюс зацепления. Центроиды колес.
- •7.3. Цилиндрическая эвольвентная зубчатая передача..
- •7.1 Виды зубчатых механизмов
- •7.2. Основная теорема зацепления. Полюс зацепления. Центроиды колес.
- •7.3. Цилиндрическая эвольвентная зубчатая передача.
- •Окружность
- •Окружность
- •5. Эвольвента - кривая без перегибо
- •7.5 Элементы и свойства эвольвентного зацепления
- •7.6. Коэффициент перекрытия
- •Лекция 28.
- •7.8. Внутреннее зацепление (рис.7.9)
- •7.9. Реечное зацепление (рис.7.10)
- •7.10. Изготовление зубчатых колес.
- •Лекция 29.
- •7.14. Толщина зуба по произвольной окружности.Условие отсутствия заострения
- •7.15. Условие отсутствия подрезания
- •Лекция 30
- •7.17 Проектирование зубчатых передач. Выбор коэффициента смещения.
- •7.18 Косозубая цилиндрическая передача.
- •Лекция 31
- •7.21 Передачи с перекрещивающимися осями.
- •7.21.1 Винтовая передача.
- •7.21.2 Червячная передача.
- •Тема 8. Синтез механизмов с подвижными осями. Лекция 32.
- •8.1 Планетарные и дифференциальные механизмы.
- •8.1 Планетарные и дифференциальные механизмы.
- •Тема 9. Основы теории машин - автоматов. ( 4 часа)
- •9.1.2. Управление от копиров.
- •9.1.3. Следящий привод.
- •9.2. Виды манипуляторов и промышленных роботов.
- •Промышленные роботы
- •9.3. Рабочий объем манипулятора и классификация движений захвата
- •9.4. Влияние расположения кинематических пар манипулятора на его маневренность
- •9.5 Структурный синтез манипуляторов
- •9.6 Зоны обслуживания, угол и коэффициент
- •Список литературы.
3.6.1 Кпд поступательной кинематической пары.
Рассмотрим поступательную кинематическую пару (рис.3.24).
На звено I под углом действует сила Q.Разложим эту силу на составляющие FN и F
При наличии трения в паре мгновенный КПД определится как
=1-=1-(Pв.с/ Pg) (3.24)
Рис.3.24 К определению КПД
поступательной пары
При установившемся движении
Pв.с = Pтр
Pв.с=Fт.р·V=N·f·V=Q·cos·f·V
Pg=Fg·V=Q·sin·V
Подставим последние выражения в формулу (3.24)
=1-(Q·cos·f·V/ Q·sin·V)=1-ctg·f
т.к. f=tg ,то =1-ctg·tg (3.25)
В режиме самоторможения или заклинивания , =0 , т.е. сила Q проходит по образующей или внутри конуса трения.
3.6.2 КПД вращательной кинематической пары.
В соответствии с рис. 3.25 Mg=Q·r· cosи Mт.р=N·
тогда =1- =1- Pтр/Pg
Рис.3.25 К определению КПД из условия равновесия
вращательной пары. N=Q , = 1-/h (3.26)
где h=r·cos
ПриI , т.е. когда =h наступает самоторможение. В этом случае сила проходит по касательной к кругу трения.
3.6.3. Определение кпд механизма.
Рассмотрим приближенный способ определения КПД механизмов на примере четырехзвенного кривошипно-шатунного механизма(рис.3.26)
Известны: геометрические параметры звеньев, коэффициенты трения в кинематических парах, закон движения, приложенные силы, мощность
движущих сил.
Рис. 3. 26
К определению КПД механизма
Проведем кинематический анализ и определим относительные скорости всех звеньев V30=VB
10=1 , 12=1+2 , 23=2
Методом кинетостатики определим реакции в кинематических парах без учета сил трения.
Затем определим мощность, затраченную на преодоление сил трения в кинематических парах.
Pтpо=Мтр0·W10=R01·fцо·rцо·10
PтpA=R12·fЦА·rЦА·12
PтpB=R23·fЦB·rЦB· 2
Pтpп=R03·fЦ·VB (3.27)
Pтp=Pтpо+PтpA+Pтpв+Pтpп , Pс.п=Pтp
h =Pп.с/Pg
Этот метод является приближенным потому, что реакции найдены без учета сил трения.
Если требуется более высокая точность, то пользуются методом последовательных приближений.
1. Определяются реакции без учета сил трения.
2. По найденным реакциям находятся силы трения в кинематических парах.
3. Уточняется реакции с учетом сил трения.
3.6.4 Кпд соединенных машин.
Рабочие машины и механизмы в большинстве случаев соединяются в группы. Поэтому появляется необходимость определения КПД целой группы механизмов. По способу использования поступающей энергии отдельные механизмы в группе могу соединяться последовательно, параллельно и смешанно.
1)При последовательном соединении механизмов (рис.3.27) работа или мощность, подводимая к первому механизму, последовательно проходит через все механизмы, теряя некоторую часть на каждом из них.
КПД сложного механизма при последовательном соединении равен
=An/А
КПД частных механизмов равен
1=A1/АА2/A1 , n=An/An-1
Перемножим все КПД отдельных механизмов.·
1·nA1/А·А2/A1 An/An-1= An/А=
или 1· n (3.28)
Таким образом, при последовательном соединении механизмов КПД <равен произведению КПД отдельных механизмов. Так как все отдельные КПД меньше единицы ( 1<1 2<1 n <1), то общий КПД всегда меньше I и меньше каждого из частных.
2) При параллельном соединении механизмов (рис.3.28) , подводимая ко всему сложному механизму работа А распределяется по отдельным механизмам в количествах к1· Аg к2· Аg к3· Аg
кn· Аg , которые являются для каждого механизма движущими.
где к1 , к2 кn - коэффициенты распределения энергии
Аg = к1· Аg к2· Аg кn· Аg
откуда к1 к2 кn=1
Для всех механизмов группы можно записать соотношения между работами сил полезного сопротивления и движущих сил ,
Ап.с1= к1·1·Аg , Ап.с2= к2·2·Аg , Ап.сn= кn·n·Аg
КПД всей группы является отношение суммы работ сил полезного сопротивления всех механизмов к сумме работ движущих сил
( Ап.с1 Ап.с2 Ап.сn) / Аg
и окончательно к1·1 к2·2 кn·n (3.29)
КПД параллельно соединенных машин равно сумме произведений КПД отдельных машин на коэффициенты распределенной нагрузки.
Для повышения общего КПД выгодно большие порции энергии пропускать через машины с большим КПД, и наоборот, через машины с малым КПД пропускать небольшие порции энергии.
3) При смешанном соединении машин нужно выделить группы с последовательным и группы с параллельным соединением и для каждой из них определить КПД по соответствующим формулам, а затем рассмотреть объединение этих групп как отдельных механизмов.
Рис.3.27 Последовательное соединение машин.
Рис.3.28 Параллельное соединение Рис.3.29 Смешанное соединение машин