8. Основы теории колебаний в механизмах.

На данном этапе развития техники повысились требования к анализу и синтезу современных машин. Поэтому курс «Динамика механизмов» расширился новым разделом «колебательные процессы в машинах». Смотри:

Левитский Н.И. Колебания в механизмах: Учеб. пособие для втузов.- М.: Наука, Гл. ред. физ.-миат. лит., 1988.- 336 с.

Колебания в машинах могут быть полезными, например: вибротранспортеры, сита и др., и вредными, так как снижают надежность машин, точность изготовления деталей в станках, способствуют усилению износа и оказывают вредное воздействие на организм человека. Эти колебания необходимо учитывать при динамических расчетах.

Практикой установлены оптимальные значения амплитуды колебаний скорости звена приведения: чем меньше коэффициент неравномерности хода машины, тем более равномерно вращается входное звено механизма, следовательно, меньше колебания скоростей его звеньев.

Колебания звеньев в зависимости от причин, их вызывающих, разделяют на четыре группы: свободные, вынужденные, параметрические и автоколебания. Механические колебания в технике часто называют вибрациями.

К свободным относятся колебания, возникающие в механизме из-за импульсного внешнего силового воздействия.

К вынужденным относятся колебания, вызываемые действием внешних сил, изменяющихся по определенному закону, амплитуда при таких колебаниях имеет тенденцию к резонансу (неограниченному росту).

Параметрические колебания вызываются изменением параметров механизма — масс, моментов инерции и т.д.

Автоколебаниям колебаниям подвержены звенья, совершающие поступательное или вращательное движения, соединенные с другими звеньями упругой связью, например толкатели кулачковых механизмов.

Для предотвращения возникновения резонансных режимов работы в механизмы вводят успокоители колебаний — демпферы, создающие силы сопротивления движущимся деталям и расходующие энергию колебательного процесса, способствуя затуханию колебаний.

9.Вопросы для самопроверки.

1. Что такое тахограмма механизма?

2. Время работы механизма?

3. Коэффициент неравномерности хода механизма?

4. Кинетическая энергия механизма?

5. Что такое приведенная масса механизма?

6. Что такое приведенная сила механизма?

7. Диаграмма Виттенбауэра?

8. Что можно определить по диаграмме Виттенбауэра?

9. Что такое вибрации механизма?

10. Задачи для самостоятельного решения.

1. Для кривошипно-ползунного механизма определить приведённый к валу 1 звена АВ момент М_П от силы Р₃ =1000н, приложенной к ползуну 3, и приведённый к тому же валу момент инерции I_П от массы ползуна 3, если масса ползуна м₃= 4кг, l_AB=100мм, l_BС=400мм, ₁ =90.

2. Для четырёхзвенного шарнирного механизма определить приведённый к валу 1 звена АВ момент М_П от момента М₃ =40 нм, приложенного к коромыслу 3, и приведённый момент инерции I_П от массы коромысла, если момент инерции коромысла относительно оси D равен I_D =0,016 кгм², l_AB=100мм, l_BС=l_СD=400мм, углы ₁ =₂ =₃ =90.

К задаче 1 К задаче 2

3. Для кривошипного механизма с качающимся ползуном определить приведённый к валу 1 звена АВ момент М_П от момента М₃ =4 нм, приложенного к ползуну 3, если его момент инерции относительно оси С равен I_C =0,004 кгм², l_AB=100мм, l_AС=300мм, ₁ =180.

К задаче 3

4. Для кривошипно-ползунного механизма определить приведённый к валу 1 звена АВ момент инерции I_П от массы шатуна ВС, если его масса м₂=0,2 кг, центральный момент инерции I_S2=0,0032 кгм², центр масс S₂ делит расстояние ВС пополам, l_AB=50мм, l_ВС=400мм. Рассмотреть случаи : а) ₁ =0, в) ) ₁ =90.