Ответы на вопросы по главе 1

Вопрос 1.1 – Машина, так как она совершает обратное действие и преобразует механическую форму энергии в электрическую.

Вопрос 1.2 Сам штык – рабочий орган. Черенок – передаточный механизм.

Вопрос 1.3 – Два.

Вопрос 1.4 – Два.

Вопрос 1.5 – Параллельно-последовательного действия.

Вопрос 1.6 – При увеличении масштаба (линейного размера деталей) в десять раз, объем деталей увеличится в тысячу раз. Вес деталей также возрастет в тысячу раз, что приведет к возрастанию сил инерции на три порядка. Детали при этом не выдержат и разрушатся.

Идеальный ответ на поставленный вопрос – из-за того, что прочность деталей нельзя увеличить в тысячу раз.

Вопрос 1.7 – а) - меньше, б), в) - выше.

2 Методические указания к выполнению расчетов при инженерном проектировании

В соответствии с величинами полезных нагрузок, преодолеваемых рабочими органами исполнительных механизмов, и с величинами ускорений, которые имеют звенья механизмов, все исполнительные механизмы технологических машин условно разделяются на две большие группы:

а) быстроходные механизмы, в которых звенья двинутся с большими ускорениями, а рабочие органы преодолевают полезные нагрузки соизмеримые с силами тяжести звеньев;

б) тихоходные механизмы, рабочие органы которых преодолевают полезные нагрузки во много раз больше, чем силы тяжести звеньев, а звенья движутся с малыми ускорениями.

К первой группе относят, например, всешвейные машины, проч.

Ко второй группе относятся механизмы прессов и проч.

Методики расчета и проектирования тихоходных и быстроходных машин имеют существенное различие, обусловленное необходимостью учитывать инерционные нагрузки при расчете быстроходных механизмов.

2.1 Методики выполнения инженерных расчетовов при проектировании машин и механизмов

Рассмотрим вначале методику (последовательность) расчета и проектирования быстроходных мало нагруженных силами полезного сопротивления машин (механизмов). К такому типу машин относят те машины у которых полезные усилия преодолеваемые рабочим(и) органом(и) малы по сравнению с силами инерции звеньев. Основным признаком машин подобного типа являются высокие и переменные скорости движения рабочих органов, а следовательно и звеньев (деталей) механизма(ов). При расчете таких машин (механизмов) за основную (расчетную) нагрузку принимают инерциальную нагрузку, а внешние полезные усилия преодолеваемые рабочим(и) органом(и) отбрасывают, то есть просто не учитывают, из-за их малости по сравнению с силами инерции.

а) Быстроходные мало нагруженных силами полезного сопротивления машин имеют, как правило следующую последовательность расчета и проектирования (механизмов):

1. Изучают задание на проектирование (исходные требования);

2. Изучают соответствующие разделы рекомендуемой в исходных требованиях литературы. Собрать необходимый для выполнения проекта дополнительный материал, в виде литературного и патентного обзор механизмов и машин, ГОСТ 15001-73, ГОСТ 27005-74;

3. Составляют общий план работы над проектом. Составляют черновую (эскизную) схему компоновки всех листов чертежей (на миллиметровке) и примерный план расчетно-пояснительной записки;

4 Изучают устройство, работу и регулировки машины, в состав которой входит проектируемый механизм (устройство, узел), а также работу и конструкцию самого механизма;

5. Состроят циклограмму работы механизма и машины;

6. Выполняют структурный анализ проектируемого механизма, определяют тип механизма, рассчитывают его степень подвижности;

7. По заданным условиям производят синтез механизма;

8. Выполняют кинематическую схему механизма и машины;

9. Исходя из литературного обзора, опыта эксплуатации подобных механизмов, выбирают (задаются) форму и конструкцию звеньев, рассчитывают массу каждого звена;

10. Выполняют кинематический анализ механизма (построение траектории, графика пути или расстояния ведомого звена, исследование его скоростей и ускорений методом диаграмм, планов);

11. Определить инерционные нагрузки.

12. Выполнить силовой расчет механизма.

13. Производят необходимые проверочные расчеты напряжений и деформаций звеньев механизмов на прочность, жесткость, нагрев и др.

14. Определяют коэффициент запаса прочности и, при необходимости в расчеты вносят коррективы (берется другая форма и конструкция звеньев и расчет повторяют);

15. Вычерчивают сборочный чертеж механизма (машины) и выполняют его деталировку.

16. Формулируют выводы и разрабатывают паспорт машины. Литература [20]; [21].

Примечание. Так как кинематический анализ механизма (пункт 1014) приходится выполнять для многих положений механизма, а определение ускорений точек механизма, сил инерции и реакций в кинематических парах достаточно трудоемко, то подобные задачи эффективно решаются с помощью ЭВМ. Методика применения ЭВМ приведена в литературе [16].

б) Тихоходные сильно нагруженных силами полезного сопротивления машины (механизмы) при проектировании рассчитываются несколько проще. В таких машинах внешние, преодолеваемые рабочими органами усилия велики по сравнению с силами инерциями звеньев. По этой причине за основную нагрузку при расчете подобных машин принимают только внешнюю полезную нагрузку. Силами же инерции просто пренебрегают. То есть считают, что звенья механизма в данном случае ничего не весят и поэтому не имеют сил инерции

Последовательность выполнения проектов таких машин и механизмов с первого по восьмой пункт такая же, как и в подразделе 4.1. Далее порядок выполнения следующий.

1) выполняют кинематический анализ механизма;

2) определяют технологические нагрузки (полезные), действующие на рабочий орган механизма в течение кинематического цикла и строят графическое изображение динамического цикла машины, вычерчивают расчетную схему механизма в положении, соответствующей моменту, в котором на рабочий орган механизма действует максимальная технологическая сила (момент);

3) выполняют силовой расчет механизма, определяют давление в кинематических парах и параметры сечений звеньев с учетом запаса прочности;

4) производят конструктивное оформление звеньев механизма;

5) рассчитывают привод механизма;

6) вычерчивают сборочный чертеж механизма и выполняют его деталировку;

7) рассчитывают систему управления;

8) Формулируют выводы и разрабатывают паспорт машины.