- •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.
5.3 Синтез четырехзвенного кривошипно-коромыслового механизма по двум крайним положениям коромысла, коэффициенту изменения средней скорости и допускаемому углу давления.
Пусть в задание на проектирование заданы:
- Угол между крайними положениями коромысла
коэффициент изменения средней скорости К
допустимый угол давления v, длина звена l3.
Требуется определить положения неподвижных шарниров А и Д и размеры, звеньев l1, l2.
Перед решением этой задачи рассмотрим смысл параметров, определяемых в задании на проектирование.
1. В качестве основного условия синтеза механизма должен быть выбран коэффициент изменения средней скорости К, который равен отношению средних угловых скоростей коромысла за время его движения в прямом и обратном направлениях.
Принятие коэффициента К за основное условие синтеза обусловлено тем, что он определяет характер движения выходного рабочего звена. Например, в строгальных и долбежных станках обработку изделия производят в одном направлении с заданной скоростью, а холостой /обратный/ ход его осуществляется с большей скоростью. Величиной характеризующей этот процесс и является коэффициент К.
Из рис. 5.3
2.Допустимый угол давления Vд обычно выбирается в качестве, дополнительного условия синтеза (V<Vд).
Угол давления V - это угол между направлением вектора абсолютной скорости некоторой точки и вектором усилия, приложенного в этой точке. Угол давления характеризует условия статической передачи усилия. С увеличением V увеличивается трение в кинематических парах, снижается КПД механизма, а в некоторых случаях приводит к заклиниванию. Поэтому, механизм должен быть спроектирован так, чтобы реальные углы давления не превышали некоторые допустимые значения.
3. Угол размаха коромысла и его длина обычно задается конструктивно, исходя из условия обеспечения минимальных габаритов механизма при требуемой величине рабочего хода.
Рис.5.3 Синтез механизма по двум крайним положениям коромысла.
Изобразим механизм, вида рис.5.1 в крайних положениях коромысла /рис.5. 3 /.
Проекции векторных контуров на координатные оси дадут две системы уравнений.
Для первого положения /контур АВ1С1Д/
или
(5.4)
Так как
Для второго положения /контур АВ2С2Д/
(5.5)
Так как то из (5.5) при
(5.6)
В системах уравнений (5.5) и (5.6) неизвестными являются всего пять параметров. Для решения этих систем уравнений добавим к ним еще одно. Из рассмотрение контура АВ1С1Д
Тогда в окончательном виде можно записать
Указанная система уравнений является нелинейной. Для ее решения можно воспользоваться стандартной подпрограммой библиотеки математического приложения.
ЛЕКЦИЯ 22
План лекции
Графоаналитические методы синтеза рычажных механизмов.
5.4.1 Синтез кривошипно-коромыслового механизма.
5.4.2 Синтез кривошипно-ползунного механизма.
5.4.3 Синтез кулисного механизма.
5.4.l Синтез кривошипно-коромыслового механизма.
Для механизма, изображенного на рис 5.4 заданы: длина коромысла ВС и расстояние между центрами коромысла и кривошипа ОС. Известны крайние положения коромысла, расположенные симметрично относительно направления, перпендикулярного линии центров ОС. Требуется определить длины кривошипа ОА и шатуна АВ.
Для определения длины кривошипа соединим крайние положения точки В с центром шарнира 0. Искомая длина ОА и АВ определится из соотношения:
ОВ1=ОА+АВ
ОВ2=АВ-ОА
Откуда
ОА=(ОВ1-ОВ2)/2
Если при заданном расстоянии ОС положение точки 0 относительно коромысла неизвесно, его можно выбрать произвольно, зная длину АВ.
Рис 5.4 Синтез механизма по заданным размерам: ВС,ОС
и углу
Если для того же механизма заданы положения коромысла и коэффициент изменения средней скорости К, то недостающие размеры звеньев определяются положениями точек 0 и А /рис .5.5/
Положение точки 0 определяется значением угла /формула 5.4/. Точка 0 лежит на дуге В1NВ2 окружности, являющейся геометрическим местом вершин угла , опирающегося на дугу В1В2 .
Центр этой окружности /точка Д/ находится на середине гипотенузы прямоугольного треугольника В1NВ2 построенного на хорде В1В2 .
Положение точки 0 на дуге окружности В1В2 может быть ограничено лишь значением угла давления в крайних положениях.
Если задан угол g, то центр 0 следует выбирать на дугах В1К1 либо В2К2 .Точки К1 и К2 определятся, если к направлениям коромысла в крайних положениях провести лучи под углом =900-g так, как это показано на рис.5.5.
Рис 5.5 Синтез механизма по заданным: положению коромысла и коэффициенту К.
Данная задача имеет множество решений, если не задана длина одного из звеньев.
Например, если задана длина ОС, из центра С на дуге В1В2 окружности следует сделать засечки радиусом ОС и, таким образом, определить положение точки О.