- •Раздел 2
- •Раздел 2
- •Глава 1. Основы проектирования машин и механизмов
- •1.1. Предмет и задачи раздела "Детали машин"
- •1.2. Машины и механизмы. Их классификация
- •1.3. Требования к машинам и механизмам
- •1.4.Основные критерии работоспособности
- •1.5. Особенности проектирования изделий
- •1.5.1. Виды изделий и требования к ним
- •1.5.2. Стадии разработки изделий
- •1.5.3. Понятие о технологии проектирования
- •Контрольные вопросы
- •2. Механизмы
- •2.1. Назначение, классификация и применение механизмов
- •2.2. Структурный анализ механизмов
- •2.2.1. Структурная схема и общий анализ механизма (рис.2.2.)
- •2.2.2. Определение количества звеньев и их характеристика
- •2.2.3. Определение количества кинематических пар
- •Классификация кинематических пар
- •2.2.4. Классификация кинематических цепей и определение
- •Анализ принципа построения механизма
- •2.3. Кинематический анализ механизмов
- •2.3.1. Задачи кинематического анализа
- •2.3.2. Аналитический метод кинематического анализа механизмов
- •2.3.3. Графический метод кинематического анализа механизмов
- •Если обозначить длину отрезка "0" на плане вс, а числовое значение длины соответствующего звена механизма ℓВс, то
- •Звено 3 совершает горизонтальное поступательное движение и все его точки перемещаются с одинаковыми скоростями, равными υМ3.
- •2.4. Динамический и силовой анализ механизмов
- •2.4.1. Задачи динамического анализа механизмов. Классификация сил
- •2.4.2. Силовой расчет механизмов
- •2.4.3. Вторая задача динамики механизмов
- •Таким образом, в результате приведения сил и к ведущему звену, они будут представлены соответственно приведенными моментами и .
- •Из (2.21) следует, что приведенный момент инерции массы звена 2 может вычисляться по формуле:
- •Из (2.23) следует, что
- •2.5. Синтез (проектирование) механизмов
- •2.5.1. Задачи и методы проектирования рычажных механизмов
- •2.5.2. Уравновешивание механизмов. Основные понятия
- •2.6. Коэффициент полезного действия машин и механизмов
- •2.7. Режимы работы машины
- •2.8. Кулачковые механизмы
- •2.8.1. Общие сведения и классификация
- •2.8.2. Кинематический и силовой анализ кулачковых механизмов
- •2.8.3. Основы проектирования кулачковых механизмов
- •Работа сил полезного сопротивления
- •Контрольные вопросы
- •Глава 3. Механические передачи трением и зацеплением
- •3.1. Общие сведения о передачах
- •3.1.1. Назначение и классификация передач.
- •3.1.2. Основные кинематические и силовые отношения
- •3.1.3. Общий расчет привода
- •Ориентировочная частота вращения вала электродвигателя
- •На выходном (четвертом) валу трехступенчатых передач
- •3.2. Зубчатые передачи
- •3.2.1. Назначение, классификация и применение
- •3.2.2. Основной закон зацепления
- •3.2.3. Геометрия и кинематика эвольвентных зубчатых передач и зацеплений
- •3.2.4. Виды разрушения зубьев и критерии работоспособности
- •3.3 Цилиндрические зубчатые передачи
- •3.3.1. Расчет зубьев цилиндрических передач на изгибную прочность
- •3.3.2. Расчет зубьев цилиндрических переда на контактную прочность.
- •3.3. Особенности цилиндрических косозубых и шевронных передач.
- •3.4. Понятие о планетарных, волновых передачах и
- •3.4.1. Планетарные передачи
- •3.4.2. Волновые передачи
- •3.5. Червячные передачи
- •3.5.1. Назначение, классификация и применение в машинах
- •3.5.2. Геометрия, кинематика, кпд, усилия
- •3.5.3. Расчет червячных передач
- •3.6 Особенности расчета конических передач.
- •3.6.1. Геометрия, кинематика и усилия
- •3.6.2. Работоспособность конической передачи
- •3.6.3. Понятие о гипоидных передачах
- •Решение
- •Решение Вариант 1
- •Решение
- •Решение
- •Решение
- •3.7. Понятие о винтовых, фрикционных, ременных и цепных передачах
- •3.7.1. Винтовые передачи
- •3.7.2. Фрикционные передачи
- •3.7.3. Ременные передачи
- •3.7.4. Цепные передачи
- •Контрольные вопросы
- •Глава 4. Детали и сборочные единицы передач
- •4.1. Валы и оси
- •4.1.1. Назначение, классификация, конструкция и применение осей и валов в машинах и артиллерийском вооружении
- •4.1.2. Методика расчета осей и валов на прочность, жесткость,
- •4.2. Муфты и тормоза
- •4.2.1. Общие сведения
- •4.2.2. Неуправляемые муфты
- •4.2.3 Управляемые и самоуправляемые муфты
- •4.2.4. Выбор и понятие о расчете муфт
- •4.2.5. Назначение, классификация, конструкция и применение тормозов в машинах и артиллерийской технике
- •4.3 Опоры скольжения и качения
- •4.3.1. Назначение, классификация и применение опор
- •4.3.2. Подшипники скольжения (рис.4.18)
- •4.3.3. Подшипники качения (рис.4.19)
- •4.4. Упругие элементы
- •4.4.1. Общие сведения
- •4.4.2. Пружины
- •Основные параметры и подбор витых цилиндрических пружин растяжения и сжатия
- •Решение
- •Решение
- •Действительное эквивалентное напряжение
- •Решение
- •Решение
- •Контрольные вопросы
- •Глава 5. Соединения деталей и узлов машин
- •5.1. Назначение и классификация соединений
- •5.2. Неразъемные соединения
- •5.2.1 Сварные соединения
- •5.2.2 Заклепочные соединения
- •5.2.3. Паяные и клеевые соединения
- •5.3. Разъемные соединения
- •5.3.1. Назначение и классификация
- •5.3.2. Шпоночные соединения: основные типы, конструкция и расчет
- •5.3.3. Шлицевые соединения: основные типы, понятие о расчете
- •5.3.4. Понятие о штифтовых, профильных и соединяемых с натягом
- •5.3.5. Резьбовые соединения. Расчет крепежных резьбовых соединений, применяемых в узлах артиллерийского вооружения.
- •Решение
- •Решение
- •Решение
- •Решение
- •Решение.
- •Решение.
- •Допускаемое напряжение в сечениях болта при растяжении
- •Внутренний диаметр резьбы
- •Глава 6. Редукторы
- •6.1. Назначение, классификация и применение
- •6.2. Корпусные детали. Уплотнительные устройства
- •6.3. Этапы проектирования сопряжения деталей
- •6.3.1. Понятие о размерах, размерных цепях и отклонениях
- •6.3.2. Понятие о допусках размеров
- •6.3.3. Понятие о посадках
- •6.3.4. Понятие о допусках формы и расположения поверхностей
- •6.3.5. Понятие о шероховатости поверхностей
- •6.3.4. Понятие о допусках формы и расположения поверхностей
- •6.3.5. Понятие о шероховатости поверхностей
- •6.4. Курсовое проектирование
- •Титульный лист.
- •Контрольные вопросы
- •Библиографический список
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.