Скачиваний:
7
Добавлен:
19.07.2019
Размер:
415.74 Кб
Скачать

Глава 7. Динамические характеристики механизмов с жесткими звеньями

Для суждения о качестве механизма необходимо перейти от действующих активных сил и реакций связей, полученных при силовом анализе, к некоторым обобщающим динамическим критериям, отражающим самые важные свойства механизма в наиболее характерных динамических режимах. Такие динамические критерии мы будем в дальнейшем называть динамическими характеристиками механизма. В этой главе мы рассмотрим методы определения динамических характеристик и методы повышения качества механизма за счет изменения его параметров и введения некоторых дополнительных устройств.

7.1. Внутренняя виброактивность механизма

Рассмотрим цикловой механизм с жесткими звеньями и идеальными кинематическими парами (рис.7.1), представляющий собой соединение передаточного механизма с передаточным отношением i ( = q/i) и исполнительного механизма с нелинейной функцией положения.

Предполагая, что обобщенная сила сопротивления может быть представлена в виде (6.11), запишем уравнение движения механизма в форме (6.5):

(7.1)

Приведенный момент инерции J(q) может быть представлен в форме (6.7); в дальнейшем мы будем записывать это разложение в более краткой форме

(7.2)

где – переменная часть приведенного момента инерции механизма, имеющая в рассматриваемом случае период, равный 2i. Аналогично может быть представлен и приведенный момент сил сопротивления, также являющийся периодической функцией от q с периодом 2i:

(7.3)

где первое слагаемое

(7.4)

представляет собой среднее значение приведенного момента сил сопротивления, а

Одним из наиболее характерных режимов работы циклового механизма является установившееся движение, при котором угловая скорость входного звена оказывается обычно близкой к некоторому постоянному значению . Введем в рассмотрение характеристику механизма, отражающую его динамические свойства при установившемся движении. Предположим, что входное звено вращается с постоянной угловой скоростью 0. Найдем обобщенную движущую силу (момент), которую нужно приложить к входному звену, чтобы осуществить такое движение. Полагая в (7.1) имеем

(7.5)

где – переменная часть движущего момента. Противоположный по знаку момент

(7.6)

действующий на двигатель со стороны механической системы, называется возмущающим моментом. Способность механизма создавать переменный возмущающий момент при равномерном вращении входного звена отражает его внутреннюю виброактивность. Из выражения (7.5) видно, что в рассматриваемой системе внутренняя виброактивность обусловлена переменностью приведенного момента инерции механизма и явной зависимостью от координаты q его приведенного момента сил сопротивления.

Возмущающий момент является периодической функцией t с периодом где  – угловая скорость входного звена исполнительного механизма. Он не содержит постоянной составляющей и может быть представлен в форме ряда Фурье:

(7.7)

Внутренняя виброактивность механизма является причиной многих нежелательных динамических явлений, возникающих в цикловых машинах. Некоторые из этих явлений рассмотрены ниже. Здесь же отметим только, что она вызывает переменные динамические нагрузки в высших кинематических парах передаточного механизма. Если при равномерном вращении входного звена будет в некоторых интервалах времени выполняться условие

т.е. если движущий момент окажется знакопеременным, то и момент в передаточном механизме изменит знак. При этом в зубчатых передачах произойдет «перекладка» зазоров, при которой ведущие колеса превратятся в ведомые. Это – нежелательное явление, способствующее ускоренному износу передач. Чтобы избежать этого, иногда искусственно увеличивают постоянную составляющую момента сил сопротивления – , например, устанавливая на выходном валу передаточного механизма специальные демпфирующие устройства, создающие дополнительные силы сопротивления.

Соседние файлы в папке ТММ