Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
ДЕТАЛИ МАШИН.doc
Скачиваний:
49
Добавлен:
08.05.2019
Размер:
10.31 Mб
Скачать

2.4. Динамический и силовой анализ механизмов

2.4.1. Задачи динамического анализа механизмов. Классификация сил

В динамике изучается движение механизмов с учетом действующих на звенья сил и решаются две задачи.

Задача первая. Зная закон движения или кинематические параметры механизма, его структурно-кинематическую схему и массы звеньев, необходимо найти силы, действующие в кинематических парах, а также неизвестные силы, приложенные к механизму извне.

Первую задачу называют задачей силового расчета механизма.

Знание всех сил имеет важное практическое значение как для обеспечения заданного движения механизма, так и для расчетов на прочность, жесткость, устойчивость и износ деталей при проектировании, для расчета крепления стойки к фундаменту машины, панели прибора и для других динамических расчетов. При силовом исследовании считается, что звенья механизмов являются абсолютно жесткими.

Вторая задача (обратная). Зная силы, приложенные к механизму, его структурно-кинематическую схему и массы звеньев, необходимо найти закон движения механизма или машины.

Знание закона движения механизма позволяет определить его кинематические характеристики и характеристики режима работы.

К задачам динамического исследования механизмов и машин относятся также: определение сил трения и учет их влияния на работу механизма или машины; установление способов, обеспечивающих заданный закон движения механизма; уравновешивание механизмов машин и нахождение способов уменьшения динамических нагрузок на звенья, кинематические пары и опоры.

Силы, действующие на механизм, разделяют на постоянные и переменные, внутренние и внешние, активные и реакции связей, силы сопротивления среды, трения, силы тяжести, силы инерции. Эти силы были рассмотрены в теоретической механике.

В прикладной механике кроме указанных сил рассматриваются также движущие силы, силы полезных сопротивлений, силы взаимодействия в кинематических парах.

Движущие силы – это силы, совершающие положительную работу за время (цикл) своего действия. Звенья, к которым приложены эти силы, называются ведущими. Работа движущих сил затрачивается на преодоление сопротивлений.

Примеры движущих сил: сила давления газа в цилиндрах двигателя внутреннего сгорания, сила тяги реактивного двигателя; сила, приложенная к рукоятке механизма наведения арт.орудия; упругость пружины и др.

Силы производственных (полезных) сопротивлений – это силы, совершающие работу, для которой предназначен механизм (сила тяжести груза в грузоподъемниках, сила сопротивления газа в компрессорах, сила сопротивления откату ствола орудия и т.д.). Звенья, к которым приложены эти силы называют в е д о м ы м и. Работа этих сил является полезной.

Силы вредных (непроизводственных) сопротивлений, т.е. силы, на преодоление которых затрачивается дополнительная работа, кроме основной. Обычно это силы сопротивления среды (воздуха, жидкости), в которой движутся звенья механизма; силы трения звеньев в кинематических парах, которые возникают при относительном движении звеньев. Силы трения в зависимости от назначения механизма или машины могут быть полезными и вредными.

Силы взаимодействия – это силы взаимодействия между звеньями механизма в кинематических парах. Пренебрегая трением, реакции связей в КП направлены по нормали к поверхности соприкосновения. Согласно 3-му закону динамики эти силы взаимообратны.

Силы тяжести звеньев приложены в центре масс звеньев и направлены по вертикали вниз. Работа этих сил положительна, если звено опускается, и отрицательна, если звено поднимается.

Силы инерции и моменты сил инерций звеньев, которые возникают при переменном движении звеньев, могут быть как движущими силами, так и силами сопротивлений, в зависимости от направления их действия относительно направления движения.