- •1. Требования к машинам. Задачи курса Тмм и м.
- •2. Задачи проектирования машин. Критерии и стадии проектирования в ескд. Содержание технического предложения.
- •3. Машины и их классификация.
- •4. Основные сведения из теории производительности машин.
- •5. Машинный агрегат. Общее устройство.
- •6. Назначение, устройство и основные виды механизмов.
- •7. Строение механизмов. Кинематические пары. Подвижность кинематических пар и механизмов.
- •8. Стадии движения машинного агрегата. Установившееся движение. Энергетические соотношения при установившемся движении машин. Цикловой кпд.
- •Вопрос 9
- •Вопрос 10
- •Вопрос 11
- •Вопрос 12
- •Вопрос 13 (с. 69-72)
- •Вопрос 14 (с.68)
- •Вопрос 15
- •Вопрос 16 (с.37-41)
- •25. Условие соседства в эпициклическом механизме.
- •26. Условия сборки в эпициклическом механизме.
- •27. Основы синтеза планетарных передач по методу сомножителей.
- •28. Управление машинами-автоматами с помощью механизмов. Виды кулачковых механизмов.
- •Классификация кулачковых механизмов
- •30. Параметры закона движения кулачкового механизма.
- •34.Угол давления и его связь с основными размерами кулачкового мех-ма.
- •35.Учет угла давления при синтезе кулачкового механизма с поступательным и вращательным движением толкателя.
- •36.Профилирование кулачка по методу обращения движения.
- •37.Обобщённая инертность машинного агрегата.
- •38.Вычисление передаточной функции методами планов и диаграмм.
- •39.Вычисление передаточной функции аналитич. Методом.
- •40.Исследование движения машинного агрегата с помощью диаграммы энергомасс.
- •41. Постановка задачи о регулировании движения машинного агрегата.
- •42. Назначение маховика и определение его момента инерции.
- •44. Цель, теоретические основы и порядок силового исследования машин. Статически определимые кинематические цепи.
- •45. Определение параметров закона движения главного вала машинного агрегата.
- •46. Учёт сил инерции звеньев машин.
- •47. Порядок уточнения кпд машины и интенсивность износа кинематических пар.
- •48. Уравновешивание вращающихся масс (роторов)
- •49. Полное статическое уравновешивание рычажных механизмов.
42. Назначение маховика и определение его момента инерции.
Маховик (Маховое колесо) — массивный вращающийся диск, использующийся в качестве накопителя (инерционный аккумулятор) кинетической энергии. Также маховиком называют регулировочное колесо, похожее по форме.
Используется в машинах, имеющих неравномерное поступление или использование энергии, накапливая энергию, когда поступление энергии выше чем расход, и отдавая её, когда потребление превышает поступление энергии.
Помимо энергии, вращающийся маховик накапливает ещё и момент импульса, что используется для ориентации космических аппаратов.
Определение момента инерции махового колеса
Рассмотрим подробно наиболее простой способ регулирования неравномерности вращения установку дополнительной маховой массы или маховика. Маховик в машине выполняет роль аккумулятора кинетической энергии. При разгоне часть положительной работы внешних сил расходуется на увеличение кинетической энергии маховика и скорость до которой разгоняется система становится меньше, при торможении маховик отдает запасенную энергию обратно в систему и величина снижения скорости машины уменьшается. Сказанное иллюстрируется графиками, изображенными на рис. 13.2. На этом рисунке: 1 изменение угловой скорости до установки маховика, 1* после установки маховика. Отсюда можно сделать вывод: чем больше дополнительная маховая масса, тем меньше изменение 1* и коэффициент неравномерности .
Произведём расчет махового колеса по заданному коэффициенту неравномерности для двух случаев: 1. Частный случай: для машин с постоянным приведённым моментом инерции .
Пусть за время периода работа движущих сил не равна работе сил сопротивления тогда максимальные и минимальные угловые скорости будут соответствовать максимальным и минимальным энергиям: , где Аизб.макс. – максимальная избыточная работа; Ад.с. – работа движущих сил; Ас.с. – работа сил сопротивлений; Emax – максимальная кинетическая энергия механизма; Emin – минимальная кинетическая энергия механизма; Jпр – приведённый момент инерции масс; Jмах – момент инерции махового колеса.
Тогда преобразуя: .
Окончательно получаем: .
2. Общий случай (для машин с переменным приведённым моментом инерции ), положения с максимальными и минимальными значениями скорости не совпадают с положениями при которых максимальные и минимальные значения энергии. Рассмотрим графический способ по методу Виттенбауэра (метод построения диаграммы энерго-масс).
44. Цель, теоретические основы и порядок силового исследования машин. Статически определимые кинематические цепи.
Силовой расчет типовых механизмов
Постановка задачи силового расчета: для исследуемого механизма при известных кинематических характеристиках и внешних силах определить уравновешивающую силу или момент (управляющее силовое воздействие) и реакции в кинематических парах механизма.
Виды силового расчета: 1) статический - для механизмов находящихся в покое или движущихся с малыми скоростями, когда инерционные силы пренебрежимо малы, или в случаях, когда неизвестны массы и моменты инерции звеньев механизма (на этапах, предшествующих эскизному проектированию);
Уравнения статического равновесия: где Рi внешние силы, приложенные к механизму или его звеньям; Mi внешние моменты сил, приложенные к механизму или его звеньям. 2) кинетостатический для движущихся механизмов при известных массах и моментах инерции звеньев, когда пренебрежение инерционными силами приводит к существенным погрешностям;
Уравнения кинетостатического равновесия: где Риi инерционные силы, приложенные к звеньям; Mиi моменты сил инерции, приложенные к звеньям.
3) кинетостатический с учетом трения - может быть проведен когда определены характеристики трения в кинематических парах и размеры элементов пар.
Определение числа неизвестных при силовом расчете. Для определения числа неизвестных, а, следовательно, и числа независимых уравнений, при силовых расчетах необходимо провести структурный анализ механизма и определить число и классы кинематических пар, число основных подвижностей механизма, число избыточных связей. Чтобы силовой расчет можно было провести, используя только уравнения кинетостатики, необходимо устранить в нем избыточные связи. Так как каждая связь в кинематической паре механизма соответствует одной компоненте реакции, то число неизвестных компонент реакций равно суммарному числу связей накладываемых кинематическими парами механизма.
Порядок силового расчета: 1.Определяются все внешние нагрузки, действующие на звенья механизма. 2.Выделяются гр.Ассура 3.Производится силовой расчет с наиболее удаленной группой. 4.Последним рассчитывается ведущее начальное звено, использую уравнения равновесия
Статически определимые системы
Еcли чиcло ypавнений pавновеcия pавно чиcлy элементаpных cвязей cиcтемы С, включая опорные, то ycилия в этих cвязях можно однозначно опpеделить из этих ypавнений. Для этого необходимо, чтобы чиcло cвязей C было pавно в плоcкой cиcтеме 3D, а в пpоcтpанcтвенной 6Б, так как общее чиcло cтепеней cвободы cиcтемы c жеcткими элементами и cвязями: n = 3D C (в плоcкой cиcтеме); n = 6Б C (в пpоcтpанcтвенной cиcтеме).
Опpеделенное таким обpазом чиcло cтепеней cвободы cиcтемы называетcя cтепенью или числом геометрической изменяемоcти cиcтемы. Реальные cиcтемы должны быть неизменяемыми, т.е. обладать нyлевой или отpицательной cтепенью изменяемоcти.
Cиcтемы c одной cтепенью изменяемоcти называютcя механизмами; c неcколькими cтепенями изменяемоcти кинематичеcкими цепями. Cиcтемы c нyлевой cтепенью изменяемоcти называютcя cтатичеcки опpеделимыми.
Итак, в cтатичеcки опpеделимых cиcтемах n = 0. Заметим, что n = 0 для систем, находящихся в равновесном состоянии, является необходимым, а n = 0 и W = 0 необходимым и достаточным условием статической определимости и геометрической неизменяемости системы. Поcколькy ypавнения pавновеcия вcегда линейные, то для опpеделения внyтpенних cил в cтатичеcки опpеделимых cиcтемах можно пользоватьcя пpинципом незавиcимоcти дейcтвия cил. В cтатичеcки опpеделимых cиcтемах значения усилий можно однозначно определить методом сечений с применением уравнений равновесия статики.
Статичеcки опpеделимые cиcтемы имеют и cвои недоcтатки, главным из котоpых являетcя отcyтcтвие pезеpвиpования. В cлyчае pазpyшения одного из элементов заданной системы, она превращается в геометрически изменяемую. Данное обстоятельство снижает надежноcть и безопаcноcть статически определимых систем в эксплуатационных режимах. В этом отношении пpеимyщеcтво имеют cиcтемы c “лишними” cвязями, т.е. c отpицательной cтепенью изменяемоcти, полyчившие название cтатичеcки неопpеделимых cиcтем.