
- •Змістовий модуль 1. Структура та кінематика механізмів
- •1.2. Основні пробеми дисципіни тмм, її розділи і місце серед інших дисциплін. Історія розвитку.
- •Мiсце тмм серед iнших дисциплiн
- •1.3. Загальні визначення: машина, механізм. Види машин і механізмів.
- •Класифiкацiя машин
- •Машинний агрегат
- •1.4. Компоненти механізму.
- •Структурна будова механізмів
- •Абсолютно тверде тіло в просторі
- •К ласифікація кінематичних пар
- •2.2. Кінематичні ланцюги та їхня класифікація.
- •К інематичні ланцюги
- •2.3. Структурні формули кінематиних ланцюгів. Сімейства механізмів.
- •2.4 Принцип утворення механізмів.
- •Лекція 3. Класифікація механізмів План лекції.
- •Г рупи Ассура
- •3.2. Класифікація механізмів. Послідовність структурного аналізу.
- •Р ізновиди механізмів іі кл.Іі пор.
- •3.3. Зайві ступені вільності та пасивні умови зв'язку.
- •К улачковий механізм із зайвим ступенем вільності
- •Важільний механізм з пасивними зв'язками
- •3.4. Замінюючі механізми.
- •З амінюючі механізми
- •Лекція 4.
- •План лекції:
- •4.2. Синтез кривовшипно повзунного механізму.
- •П обудова кривошипно-повзунного механізму
- •С хема до визначення r і l
- •С хема до визначення r ; l і e.
- •С хема до визначення r і l.
- •4.3. Синтез кривошипно-коромислового механізму.
- •К ривошипно-коромисловий механізм
- •4.4. Синтез кулісного механізму.
- •К улісний механізм
- •Лекція 5.
- •План лекції:
- •Г рафіки переміщеная вхідної ланки
- •5.2. Визначення положень ланок та траєкторій, що описують характерні точки ланок.
- •П обудова траєкторії точки
- •5.3. Кінематичні діаграми механізмів. Масштаби діаграм.
- •П обудова кінематичних діаграм
- •К ривошишо-коромисловий механізм
- •Лекція 6.
- •План лекції:
- •Г рупа Ассура іі кл., іі пор., і- виду.
- •6.2. Визначення прискорень окремих точок груп Ассура та кутових прискорень ланок.
- •Г рупа Ассура іі кл., іі пор., і виду
- •6.3. Плани швидкостей важільного механізму.
- •6.4. Плани прискорень важільного механізму.
- •Лекція 7.
- •План лекції:
- •7.2. Аналітична кінематика кривошипно-коромислового механізму.
- •К ривошипно-коромисловий механізм
- •7.3. Аналітична кінематика кривошипно-повзунного механізму.
- •Кривошипно-повзунного механізм
- •7.4. Аналітична кінематика кулісного механізму.
- •К улісний механізм
- •К улачкові механізми
- •К онструкції штовхачів
- •З амикання кулачкових механізмів
- •8.2. Закони руху веденої ланки. Фазові кути.
- •З акони руху веденої ланки
- •8.3. Кінематичний аналіз кулачкових механізмів.
- •К інематичний аналіз кулачкових механізмів методом діаграм
- •8.3.1. Аналіз методом діаграм.
- •8.3.2. Аналіз методом планів.
- •9.2. Кут тиску та кут передачі руху.
- •9.3. Динамічний синтез кулачкових механізмів.
- •9.3.1. Визначення початкового радіуса профілю кулачка для кулачкових механізмів з роликовим штовхачем.
- •К улачковий механізм з роликовим штовхачем
- •9.3.2.Визначення початкового радіуса профілю кулачка для кулачкових механізмів з тарілчастим штовхачем.
- •10.2.Циліндрична фрикційна передача
- •Ц иліндрична передача
- •10. 3.Конічна фрикційна передача
- •К онічна передача
- •Л обовий варіатор
- •З убчасте зачеплення
- •11.2 Евольвента кола та її властивості.
- •11. 3. Основні розміри циліндричних зубчастих коліс.
- •Ц иліндричні зубчасті колеса
- •11.4 Геометрія евольвентного зачеплення.
- •11. 5. Косозубі циліндричні колеса. Основні параметри.
- •К онічна зубчаста передача
- •Профілювання конічної передачі
- •12.2 Черв’ячна передача.
- •Ч ерв’ячна передача
- •12.3 Гвинтові зубчасті колеса .
- •12. 4. Поняття про нові види зубчастого зачеплення.
- •Зачеплення Новікова
- •План лекції
- •13. 2. Зубчасті механізми з рухомими осями. Планетарні та диференціальні механізми.
- •З убчасті механізми з рухомими осями
- •Зубчасті механізми типу редуктора Давида
- •13. 3 Кінематика диференціальних та планетарних механізмів
- •13.4. Визначення передаточних відношень планетарних механізмів графічним методом.
- •13. 5 Поняття про хвильову передачу. Кінематика.
- •14. 2 Методи нарізання зубів зубчастих коліс
- •14.3. Підрізування зубів. Найменше число зубів на колесі.
- •14.4 Виправлення /корегування/ зубчастих коліс.
- •Змістовий модуль 3. Динамічний аналіз механізмів Лекція 15.
- •15.2. Сили, що діють в механізмах.
- •15.3. Механічні характеристики машин.
- •15.4. Режими руху механізмів.
- •Лекція 16. Тертя в поступальних кінематичних парах
- •16.2. Тертя на похилій площині.
- •16.3. Тертя в клинчастому і циліндричному жолобі.
- •16.4. Тертя в гвинтовій парі.
- •Лекція 17. Тертя ковзання в обертальних та кочення у вищих кінематичних парах.
- •17.2. Тертя гнучкої ланки по нерухомому барабану.
- •17.3. Тертя кочення у вищих кінематичних парах.
- •17.3.1. Переміщення вантажу на катках.
- •17.3.2. Переміщення вантажу на візку.
- •Лекція 18.
- •18.2. Визначення сил інерції ланок плоских механізмів.
- •18.3. Зведення сил інерції ланки до центру коливання.
- •18.4. Метод заміщених точок.
- •19.2. Умова статичної визначеності кінематичного ланцюга.
- •19.3. Кінетостатика груп Ассура п класу п порядку.
- •19.3. 1. Кінетостатика груп Ассура і виду.
- •19.3.2. Кінетостатика груп Ассура II виду.
- •19.3.3. Кінетостатика груп Ассура III виду.
- •19.4. Кінетостатика механізму і класу.
- •Лекція 20.
- •20.2. Визначення коефіцієнту корисної дії при послідовному з'єднанні механізмів.
- •20.3. Визначення коефіцієнту корисної дії при паралельному з'єднанні механізмів.
- •Паралельне з'єднання механізмів
- •20.4. Коефіцієнт корисної дії кінематичних пар.
- •21.2. Зведені сили і моменти.
- •21.3. Теорема м.Є. Жуковського.
- •21.4. Зведена маса і зведений динамічний момент інерції механізму.
- •Лекція 22.
- •22.2. Нерівномірність руху механізмів.
- •22.3. Середня швидкість руху. Коефіцієнт нерівномірності руху.
- •23.2. Графік зведеного динамічного моменту інерції механізму.
- •23.3. Діаграма енергомас.
- •Лекція24.
- •24.2. Зрівноважування обертових тіл.
- •24.3. Зрівноважування механізмів.
- •24.4. Статичне і динамічне балансування обертових тіл.
- •24.5. Віброзахист машин.
23.2. Графік зведеного динамічного моменту інерції механізму.
Побудуємо графік зведеного динамічного моменту інерції механізму за цикл Ізв = Ізв(φ) рис.23.1,г/.
Числові значення зведеного динамічного моменту інерції для кожного механізму визначаються із формули, яка виводиться із умови рівності кінетичних енергій /див. лекція 21, питання 4/.
Визначимо масштаб графіка зведеного динамічного моменту інерції:
/23.7/
де Ізві - зведений динамічний момент інерції механізму в і-му положенні; Xi - відрізок в мм на рис.23.1,г, що зображає цей момент Ізві.
Графіки для визначення динамічного моменту інерції маховика
Рис.23.1
23.3. Діаграма енергомас.
Побудуємо
діаграму
енергомас
/рис.23.1,д/.
Цю
діаграму
будуємо
графічним
складанням
графіків
приросту
кінетичної
енергії
механізму
/рис.23.1,в/
і
зведеного
динамічного
моменту
інерції
механізму
Ізв
= Ізв(φ)
рис.23.1,г/
методом
виключення
параметру
φ
.
Проведемо
дотичні
до
діаграми
енергомас
під
кутами
ψmax
і
ψmin
/рис.23.1,д/.
Отримаємо
на
перетині
цих
дотичних
з
віссю
відрізок,
який
позначимо
.
Визначимо кути ψmax і ψmin .Точка 01- перетину дотичних буде початком нових осей координат діаграми повної кінетичної енергії всього механізму у функції повного зведеного динамічного моменту інерції механізму з маховиком.
Для будь-якої точки С діаграми енергомас можна записати:
О1Д = ЕД + О1Е, /23.8/
де О1Д - відрізок, що зображає повний зведений динамічний момент інерції механізму з маховиком; ЕД - відрізок, що зображає зведений динамічний момент інерції механізму; О1Е - відрізок, що зображає момент інерції маховика.
Із трикутника О1СД маємо:
/23.9/
Визначимо кутову швидкість вхідної ланки в будь-якому і-му положенні механізму. Із рівняння кінетичної енергії маємо:
/23.10/
де Ті = СД * μ , Ізві = О1ДμІзв.
Підставимо значення Ті і Ізві в рівняння /23.10/, отримаємо:
/23.11/
Враховуючи відношення /23.9/, знайдемо:
/23.12/
Підставимо
в рівняння /23.12/ значення ωmax
і
ωmin
із
/22.13/
і /22.14/. Знайдемо ψmax
i
ψmin.
Зважаючи на малу величину коефіцієнта
δ,
членом
нехтуємо.
Тоді отримаємо:
/23.13/
23.4. Динамічний момент інерції та геометричні розміри маховика. Визначимо динамічний момент інерції маховика Imaх. із рис.23.1,д:
Imax = O1E * μIзв /23.14/
Таким чином, вимірюючи в міліметрах безпосередньо із рис.23.1,д відрізок 01Е за формулою /23.14/ визначимо динамічний момент інерції маховика. Проте при малому значенні коефіцієнта нерівномірності δ точка перетину О1 дотичних може вийти за межі рисунка. Значно простіше користуватися відрізком ав. Із рисунка видно, що:
aE = O1Etgψmax i bE = O1Etgψmin.
Віднімемо від першого рівняння друге, отримаємо:
aE – bE = O1E(tgψmax – tgψmin). /23.15/
Із відношення /23.15/ знаходимо:
/23.16/
Підставимо значення ψmax і ψmin. із /23.13/ і 0ІЕ із /23.14/ в формулу /23.16/, отримаємо:
/23.17/
Звідки знаходимо:
/23.18/
Визначимо геометричні розміри маховика.
Вважаємо,
що
маса
маховика
рівномірно
розподілена
по
колу
діаметра
D,
а
також
нехтуємо
моментами
інерції
маточини
і
спиць,
оскільки вони
відносно
невеликі
/рис.23.2/.
Момент
інерції
можна
подати так:
/23.19/
Ескіз маховика
Рис.23.2.
Якщо врахувати моменти інерції маточини і спиць, то:
Inmax = 1.1 Imax /23.20/
Вираз тD2 називається маховим моментом, або характеристикою маховика. Задаючись діаметром D маховика, величина якого визначається з конструктивних міркувань, можна легко визначити масу маховика. Щоб запобігти небезпеці можливого розриву маховика, його діаметр вибирають таким, щоб колова швидкість на ободі не перевищувала допустимої, для матеріалу маховика величини. Наприклад, для чавунного маховика допустима швидкість V = ЗО м/с.
Якщо маховик встановити не на вхідній ланці механізму, а на якій-небудь і-й його ланці, то з умови рівності кінетичних енергій маємо:
Звідки:
/23.21/
де
-
динамічний
момент
інерції
маховика,
встановленого
на
і-й
ланці; ωі
кутова швидкість
цієї
ланки.
Якщо між вхідною ланкою і двигуном встановлено редуктор з передаточним числом UР , то момент інерції маховика на валу двигуна буде:
/23.22/
Необхідна, потужність двигуна на вхідній ланці:
Nдв = Mp * ωcp, /23.23/
де Мр = у * μМ.
Механізм з маховиком при усталеному русі працює таким чином. В тих положеннях механізму /в більшості при холостому ході/, коли момент рушійних сил більший за момент сил опору /Мр>Моп/ збільшується кутова швидкість вхідної ланки і тоді, маховик, завдяки своєму значному динамічному моменту інерції, сприймає надлишок кінетичної енергії механізму і не дозволяє кутовій швидкості надмірно зростати. В положеннях механізму /в більшості при робочому ході/, коли момент сил опору більший за момент рушійних сил / Моп > Мр /, маховик віддає накопичену кінетичну енергію, протидіючи зменшенню кутової швидкості вхідної ланки. Отже, призначення маховика - це регулювання в заданих межах періодичних коливань кутової швидкості вхідної ланки механізму при усталеному русі. Крім того, маховик дозволяє зменшити потрібний рушійний момент, а значить зменшити і необхідну потужність двигуна.