- •Конспект лекций
- •2008 Г.
- •Часть 1. Структурный анализ и синтез механизмов 6
- •Часть 2. Кинематический анализ механизмов 57
- •Часть 3. Динамический анализ механизмов 99
- •Часть 4. Анализ движения механизма под действием сил 132
- •Введение
- •Часть 1. Структурный анализ и синтез механизмов
- •1. Введение в теорию механизмов и машин. Предмет и задачи курса тмм
- •2. Структура механизмов
- •2.1. Основные понятия теории механизмов и машин
- •2.2. Классификация кинематических пар
- •2.3. Кинематические цепи и кинематическая схема механизма
- •2.4. Степень подвижности механизма
- •2.5. Структурный анализ плоских механизмов
- •2.6. Замена в плоских механизмах высших пар низшими
- •2.7. Классификация механизмов (виды механизмов)
- •1. Рычажные механизмы
- •2. Кулачковые механизмы
- •3. Зубчатые механизмы
- •2.9. Синтез зубчатых механизмов
- •3. Манипуляторы и промышленные роботы
- •3.1. Виды манипуляторов и промышленных роботов
- •3.2. Структура и геометрия манипуляторов
- •3.3. Рабочий объем манипуляторов и классификация движения захвата
- •3.4. Структурный синтез манипуляторов
- •3.5. Зоны обслуживания, угол и коэффициент сервиса
- •Часть 2. Кинематический анализ механизмов
- •1. Кулачковые механизмы
- •1.1. Кинематический анализ кулачковых механизмов методом диаграмм
- •1.2. Угол передачи движения, его определение
- •1.3. Синтез кулачковых механизмов
- •2. Кинематика зубчатых передач
- •2.1. Передаточное отношение последовательного ряда колёс
- •2.2. Передаточное отношение ступенчатого ряда колёс
- •2.3. Передаточное отношение планетарных и дифференциальных механизмов
- •2.4. Графический метод кинематического исследования зубчатых механизмов.
- •2.5. Синтез планетарных механизмов
- •3. Кинематический анализ рычажных механизмов
- •3.1. Построение положений механизма и траекторий его точек
- •3.2. Определения аналогов величин скоростей и ускорений
- •3.7. Построение полярных планов аналогов скоростей
- •3.8. Построение планов аналогов скоростей методом эпюр
- •3.9. Определение аналогов ускорений в механизме
- •3.10. Определение скоростей и ускорений методом построения кинематических диаграмм
- •3.11. Кинематическое исследование рычажных механизмов аналитическим методом
- •Часть 3. Динамический анализ механизмов
- •1. Задачи кинетостатики
- •2. Силы, действующие на механизм
- •2.1. Классификация сил
- •2.2. Внешние силы и механические характеристики машин
- •2.3. Определение сил инерции
- •3. Силовой анализ механизмов. Определение реакций в кинематических парах
- •4. Трение в кинематических парах
- •4.1. Трение скольжения
- •4.2. Сухое трение
- •4.3. Жидкостное трение
- •4.4. Трение при скольжении ползуна по горизонтальной плоскости
- •4.5. Трение в кинематической паре шип – подшипник
- •5. Коэффициент полезного действия механизма
- •6. Определение реакций в кинематических парах с учетом трения
- •6.1. Силовой анализ зубчатых механизмов
- •6.2. Определение моментов в планетарном механизме без учета трения
- •6.3. Определение коэффициента полезного действия планетарного механизма
- •6.4. Силовой расчет кулачковых механизмов.
- •Часть 4. Анализ движения механизма под действием сил
- •1. Уравновешивание механизмов
- •1.1. Общие сведения
- •1.2. Уравновешивание вращающихся тел
- •1.3. Уравновешивание механизмов на фундаменте
- •2. Анализ движения механизма под действием сил
- •2.1. Основные режимы движения механизма
- •2.2. Приведение масс, сил и моментов
- •2.3. Уравнение движения механизма
- •2.4. Определение момента инерции махового колеса
- •2.5. Методика определения момента инерции махового колеса
- •Литература
2.5. Методика определения момента инерции махового колеса
Рассмотрим два типичных случая задания сил.
Случай А. Заданы движущие силы и силы тяжести звеньев. Приведенный момент всех сил сопротивления – величина постоянная.
Последовательность выполнения работы:
Используя планы аналогов скоростей, определим приведенные моменты для вычерченных положений механизма (отдельно от каждой силы).
Выбрав масштабы , строим диаграммы(рис. 4.16 а)
Строим суммарный график
Графическим интегрированием (при полюсном расстоянии H1) переходим от диаграммы к диаграммес масштабом(рис. 4.16 б)
Так как приведенный момент постоянен, то его работа пропорциональна углу поворота. С другой стороны, его работа за период установившегося движения должна равняться сумме работ, изображенной на рисунке отрезком ВС. Соединив точки О и С прямой, получим диаграмму
Графическим дифференцированием переходим от диаграммы при том же полюсном расстоянии H1. Получаем прямую горизонтальную линию (рис. 4.16д)
1. Откладываем разность ординат диаграмм ивверх или вниз от оси абсцисс в зависимости от ее знака и строим диаграмму(рис. 4.16 в)
Использую данные величин моментов инерции звеньев, масс звеньев строим диаграмму в масштабе(рис. 4.16 г)
Графически исключая угол , строим диаграмму(рис. 4.16а). Эта диаграмма имеет вид замкнутой кривой, которая может иметь петлю, если графикине симметричны.
По формулам 4.31 и 4.32 определяем , коэффициент неравномерности должен быть задан, либо его определяют по данным учебника Артоболевского в зависимости от типа машины.
Проводим касательные к кривой под угломк оси; и отсекаем ими на оси ординат отрезок "AD"
Определяем момент инерции маховика
|
(4.34) |
где
Определение махового момента. Маховым моментом называют произведения GD2,
где G – вес обода маховика а H.,
D – средний диаметр маховика, м
|
(4.36) |
g – ускорение силы тяжести, м/сек2
Отсюда
Зная маховой момент, можно задаться диаметром Д из конструктивных соображений, затем определить вес маховика или наоборот.
Рис. 4.16
Соображения экономического характера:
Излишнее уменьшение δ ведет к неоправданному увеличению .
Перевод маховика на быстроходный вал ведет к уменьшению , но к увеличению сил, передаваемых звеньями, расположенными за маховиком (например, увеличиваются размеры зубчатых колес, изготавливаемых из дорогостоящей стали).
Литература
1. Артоболевский И.И. Теория механизмов и машин. М.: Наука, 1975.
2. Андрющенко В.М. Математические таблицы для расчета зубчатых передач. М.: Машиностроение, 1974.
3. Курсовое проектирование по теории машин и механизмов. / А.С. Кореняко, Л.И. Кременштейн, С.Д. Петровский и др. Киев: Вища школа, 1970.
4. Попов С.А. Курсовое проектирование по теории механизмов и механике машин. Учеб. пособие для машиностроительных вузов./ Под ред. К.В. Фролова. М.: Высшая школа. 1986.
5. Справочник по геометрическому расчету зубчатых передач. / Т.П. Болотовская, Г.С. Богаров, А.Б. Ефименко и др. М.: Машгиз, 1963.
6. Кудрявцев В.И. Планетарные передачи. М.: Машиностроение. 1977.
7. Ястребов В.М., Кричевер М.Ф., Савинов А.П. ТММ в авиации. Учебное пособие. Самара.,1993.