- •Министерсво образования и науки рф
- •Теория механизмов и машин Конспект лекций по дистанционному обучению
- •Тема 1: структурный анализ механизмов……………
- •Тема 2: кинематический анализ механизмов…….
- •Тема 3,4: динамический анализ механизма………..
- •Тема 3: силовой анализ механизма……………………
- •Тема 4: динамика механизма…………………………….
- •Тема 5: механические передачи………………………….
- •Тема 6: эвольвентное зацепление………………………
- •Тема 7: кулачковые механизмы……………………….
- •Тема 1: структурный анализ механизмов
- •1. История развития тмм.
- •2. Вопросы, которые изучает наука «тмм».
- •Синтез Анализ
- •3. Основные понятия тмм, термины и определения.
- •4. Классификация кинематических пар.
- •Группы кинематических пар
- •5. Степень подвижности плоских и пространственных механизмов. Плоский механизм
- •6. Пассивные связи. Лишние степени свободы.
- •7. Замена высших кинематических пар низшими кинематическими парами.
- •8. Принцип образования плоских механизмов.
- •9. Классификация групп Ассура.
- •10. Алгоритм проведения структурного анализа.
- •11. Вопросы для самопроверки.
- •12. Задачи для самостоятельного решения (Провести структурный анализ механизма).
- •Примеры решения задач.
- •Задача 1.
- •Задача 2.
- •Задача 3.
- •Задача 4.
- •Задача 5.
- •Задача 6.
- •Задача 7.
- •Задача 8.
- •Задача 9.
- •Задача 10.
- •Задача 11.
- •Задача 12.
- •Задача 13.
- •Задача 14.
- •Задача 15.
- •Задача 16.
- •Задача 17.
- •Задача 18.
- •Задача 19.
- •Задача 20.
- •Задача 21.
- •Задача 22.
- •Задача 23.
- •Задача 24.
- •Задача 25.
- •Тема 2: кинематический анализ механизмов
- •1. Цель и задачи
- •2. Масштабные коэффициенты
- •6. Кинематические диаграммы.
- •Алгоритм графического дифференцирования:
- •6 8 7 6 5 4 3 2 1 0 J.2.Графическое интегрирование
- •Алгоритм графического интегрирования:
- •7. Вопросы для самопроверки.
- •8. Задачи для самостоятельного решения.
- •Тема 3,4: динамический анализ механизма
- •Цель:изучить движение звеньев механизма с учетом действующих сил.
- •Тема 3: силовой анализ механизма
- •Силы сопротивления Силы движения
- •2. Методы силового расчета механизма. В тмм силовой расчет механизма основывается на принципе
- •3.Порядок кинетостатического расчета механизма.
- •4. Реакции в кинематических парах механизма.
- •5. Порядок силового расчета группы Ассура.
- •6. Порядок силового расчета ведущего звена.
- •7. Теорема о жестком рычаге Жуковского.
- •8. Статическое уравновешивание вращающихся масс (балансировка дисков, к т.Д.).
- •9. Вопросы для самопроверки.
- •Тема 4: динамика механизма
- •8. Основы теории колебаний в механизмах.
- •9.Вопросы для самопроверки.
- •10. Задачи для самостоятельного решения.
- •Тема 5: механические передачи
- •Алгоритм определения передаточного отношения от
- •6. Пример определения передаточного отношения планетарного редуктора с одним внешним и одним внутренним зацеплением.
- •7. Вопросы для самопроверки
- •8. Задачи для самостоятельного решения.
- •9. Примеры решения задач.
- •9.1.Определение передаточного отношения планетарного редуктора с двумя внешними зацеплениями.
- •9.2. Определение передаточного отношения сложного многоступенчатого редуктора.
5. Порядок силового расчета группы Ассура.
Шаг 1: отсоединить группу Ассура от механизма и приложить к ней известные силы, в том числе и силы инерции, а действия звеньев заменить реакциями.
Шаг 2: найти сумму моментов всех сил, действующих на одно звено группы Ассура, относительно точки (кинематической пары, так чтобы из полученного уравнения можно было найти значение тангенциальной составляющей реакции).
Шаг 3: составить векторное уравнение всех сил, действующих на группу Ассура, которое равно нулю. В векторное уравнение войдут два неизвестных вектора, их пересечение при графическом построении даст нам решение векторного уравнения.
6. Порядок силового расчета ведущего звена.
Условно в ТММ за ведущее звено принимается звено (кривошип), к которому подводится движение извне и которое приводит в движение механизм рабочих машин, или звено (кривошип) от которого передается движение наружу (вовне) механизма двигателя.
Шаг 1: отсоединить ведущее звено от стойки, а действие стойки заменить реакцией.
Шаг 2: приложить к ведущему звену известные силы.
Шаг 3: приложить к ведущему звену силу реакции группы Ассура, равную по величине, но направленную в противоположную сторону силы реакции ведущего звена на группу Ассура, которую определили в результате расчета группы Ассура.
Шаг 4: приложить к ведущему звену в любой точке, кроме оси вращения кривошипа, неизвестную по величине и направлению уравновешивающую силу.
Шаг 5: найти сумму моментов всех сил, действующих на ведущее звено, относительно оси вращения кривошипа. Из этого уравнения определим уравновешивающую силу.
Шаг 6: составить векторное уравнение всех сил, действующих на ведущее звено, которое равно нулю. Из уравнения найдем реакцию стойки на ведущее звено.
7. Теорема о жестком рычаге Жуковского.
«Если в соответствующие точки плана скоростей механизма, повернутого относительно полюса на 90 градусов, параллельно самим себе перенести все силы, действующие на звенья механизма, включая силы инерции и уравновешивающую силу, которая неизвестна, то сумма моментов всех сил относительно полюса равна нулю.»
Алгоритм:
Построить план скоростей.
Повернуть план скоростей относительно полюса на 90о.
В соответствующие точки плана скоростей перенести параллельно самим себе все силы, действующие на звенья механизма.
Найти сумму моментов всех сил относительно полюса.
Решить уравнение и найти значение уравновешивающей силы.
8. Статическое уравновешивание вращающихся масс (балансировка дисков, к т.Д.).
Р и1
М1 = 1 кг.
R1 = 1 м.
R2 = 2 м. М2 = 2 кг.
Р и2
W = const.
Известны массы и радиусы грузиков. Необходимо провести статическое уравновешивание, т.е. найти массу и радиус, на котором будет установлен уравновешивающий грузик, а также его направление.
Решение:
Условие статического уравновешивания ( центр масс всех грузиков должен находиться на оси вращения):
å Р и i = Р и1 + Р и2 + Р иур. = 0,
Данное уравнение означает, что векторная сумма всех сил инерции равна нулю, т.е. многоугольник сил должен быть замкнутым.
Определяем численные значения сил инерции:
Р и1 = М1 *a1 = М1 * R1 * w2 = 1 кг. * 1 м.* (1 с-1 ) 2 = 1 н.
Р и2 = 2 кг. * 2 м. *(1 с-1 ) 2 = 4 н.
Выбираем масштабный коэффициент плана сил:
4 н н
== 0,1 .
40 мм мм
Строим замкнутый векторный многоугольник сил инерции.
С плана сил определяем направление вектора и численное значение силы инерции уравновешивающего грузика: Ри ур, а также рассчитываем массу и радиус уравновешивающего грузика.
Р и2
Р и1
Р иур. = 4,1 н.
М ур. = 4,1 кг., Rур. = 1 м.
Р и ур.
Р и1
М1 = 1 кг.
R1 = 1 м.
R2 = 2 м. М2 = 2 кг.
М ур.
R ур.
Р и2
W = const.
Р иур.