- •1. Структура механизмов
- •1.1 Машина и механизм. Классификация механизмов по функциональному и структурно-конструктивному признакам
- •1.2 Рычажные механизмы. Преимущества и недостатки. Применение в технических устройствах
- •1.3 Кулачковые механизмы. Типы кулачковых механизмов. Преимущества и недостатки. Основное назначение
- •1.4 Зубчатые механизмы. Виды зубчатых механизмов. Основное назначение
- •1.5 Задачи и цели структурного анализа и синтеза механизмов
- •1.6 Звено, наименование звеньев
- •1.7 Кинематическая пара. Классификация кинематических пар. Низшие и высшие кинематические пары
- •1.8 Кинематическая цепь. Виды кинематических цепей. Кинематические пары плоских цепей
- •1.9 Основной принцип образования механизмов. Структурный синтез механизмов. Начальный механизм. Структурная группа (группа Асура). Классификация структурных групп
- •1.10 Структурный анализ механизмов. Определение степени свободы пространственных и плоских механизмов
- •1.11 Лишние степени свободы. Избыточные и пассивные связи и звенья
- •1.12 Замена высших кинематических пар низшими. Условия эквивалентности
- •1.13 Формула строения механизма. Классификация рычажных механизмов по структурному признаку (по Артоболевскому и.И.)
- •2.4 Графический метод. Метод графического дифференцирования
- •2.5 Графо-аналитический метод (метод планов). Примеры построения планов скоростей и ускорений.
- •2.6 Аналоги кинематических параметров
- •3. Динамический анализ рычажных механизмов
- •3.1 Задачи динамического анализа механизмов. Их содержание
- •3.2 Силовой анализ механизмов. Статический и динамический расчёт. Задачи и цели. Основные допущения. Уравнения статики.
- •3.3 Классификация сил. Внешние и внутренние силы. Статические и динамические нагрузки
- •3.4 Силовой расчёт рычажных механизмов методом кинетостатики. Принципы силового расчёта. Уравнения кинетостатики
- •3.5 Учёт сил трения при силовом расчёте. Виды трения. Трение в поступательной паре. Трение во вращательной паре. Угол трения, круг трения. Приведённый коэффициент трения. Расчёт мощности трения
- •3.6 Кпд машины при последовательном и параллельном соединении механизмов.
- •3.7 Мгновенный кпд рычажного механизма. Методика расчёта
- •3.8 Уравновешивание рычажных механизмов. Постановка задачи. Пример
- •3.9 Уравновешивание вращающихся масс звеньев - балансировка. Постановка задачи. Виды неуравновешенности звена
- •3.10 Движение механизмов под действием приложенных сил - динамика. Основные задачи динамики
- •3.11 Замена механизма на динамически эквивалентную модель. Звено приведения. Приведение сил и масс. Условия динамической эквивалентности
- •3.12 Уравнения движения звена приведения в дифференциальной и интегральной (энергетической) формах
- •4.2 Синтез рычажных механизмов на примере шарнирного 4-х звенника. Метод замкнутости векторного контура
- •5. Анализ и синтез зубчатых механизмов
- •5.1 Синтез зубчатых механизмов. Теорема Виллиса о передаче движения в высшей паре - основной закон зацепления
- •5.2 Эвольвентные зубчатые механизмы. Их преимущества
- •5.3 Эвольвента круга и её свойства. Использование в зубчатых механизмах
- •5.4 Методы образования эвольвентного профиля зубчатого колеса. Станочное зацепление. Условия появления и устранения подреза ножки зуба. Цели смещения исходного контура
- •5.5 Качественные показатели зубчатого зацепления. Влияние смещения исходного производящего контура на качественные показатели
- •5.7 Силовой расчёт зубчатых механизмов. Определение крутящих моментов по уравнению мощности. Уравнение редукции моментов
3.3 Классификация сил. Внешние и внутренние силы. Статические и динамические нагрузки
ОТВЕТ: Силы, возникающие при работе машинного агрегата, можно подразделить на 6 групп:
- Движущие силы РД.С. или их моменты МД.С.. Работа их за цикл всегда положительна.
- Силы РП.С. или моменты МП.С. технологического или полезного сопротивления. Выполнение машиной технологического процесса связано с преодолением сопротивлений, называемых полезными. Таковы, например, сопротивления при резании дерева в лесопильных машинах, дробления в дробильных машинах, сжатия воздуха или газа в компрессорах, резания в металлорежущих станках и др. Полезные сопротивления - это усилия, для преодоления которых и построен данный механизм или машина.
- Силы тяжести G, определяемые материалом и конструкцией звена. В ряде случаев вес звеньев механизма оказывает значительное влияние на нагрузку кинематических пар. Например, масса подвижной щеки дробилки достигает 2500 кг.
- Силы упругости Р или момент от сил упругости звеньев МР. Любое звено машины до известной степени деформируемо; потенциальная энергия, определяемая деформацией звена в момент накопления её (зарядки), берёт на себя часть работы движущих сил, и в следующий момент (разрядки) потенциальная энергия превращается в кинетическую, помогая движению отдельных звеньев машины. Деформациям под действием сил подвержены как жесткие звенья машины, так и упругие, например пружины.
- Силы «пассивных» сопротивлений Т или их моменты МТ. Это могут быть силы трения, силы сопротивления воздушной или жидкой среды. Трение в кинематических парах технологических машин является вредным, а в транспортных машинах и в тормозных системах ими пользуются как необходимыми силами.
- Силы инерции РИ и моменты от сил инерции МИ. Если звено механизма при своём движении имеет ускорение, то всегда возникают силы инерции или моменты от сил инерции, которые в быстроходных машинах достигают значительной величины и требуют учёта.
- Реакции связи.
Внешними силами являются: силы веса, сопротивления о среду.
Внутренними силами являются усилия, возникающие в связях.
3.4 Силовой расчёт рычажных механизмов методом кинетостатики. Принципы силового расчёта. Уравнения кинетостатики
ОТВЕТ: Метод кинетостатики основан на принципе Даламбера: Если ко всем силам, действующим на связанную систему тел приложить силу инерции, то такую систему можно условно считать находящейся в равновесии.
Принцип освобождаемости от связей: Не нарушая состояния покоя или движения системы можно разрывать отдельные связи, заменяя отдельные связи соответствующими реакциями.
Все внешние силы, действующие на каждое звено, сведём к одной равнодействующей силе Pi, которая определена как вектор и задана по линии её действия, и моменту Mi. Совместное применение начала Даламбера и принципа освобождаемости приводит к уравнениям:
, .
3.5 Учёт сил трения при силовом расчёте. Виды трения. Трение в поступательной паре. Трение во вращательной паре. Угол трения, круг трения. Приведённый коэффициент трения. Расчёт мощности трения
ОТВЕТ: Общие положения:
Природа трения, виды трения, некоторые положения теории сухого трения.
Трение - общее сопротивление, возникающее на соприкасающихся поверхностях при их относительном движении.
По кинематическому признаку различают:
- трение скольжения,
- трение качения,
- трение верчения.
1. Трение скольжения. Природа: возникает за счёт механического сцепления шероховатости поверхностей. Процесс разрушения шероховатости -износ. , где f - коэффициент трения. В зависимости от состояния поверхностей различают:
- сухое трение,
- граничное трение (полусухое),
- полужидкостное трение,
- жидкостное трение (поверхности разделены слоем смазки).
Сухое трение.
- Коэффициент трения принимается величиной постоянной, а сила трения пропорциональна нормальному давлению лишь в определённом диапазоне нагрузок и скоростей.
- Сила трения направлена противоположно скорости относительного движения.
- С увеличением относительной скорости, сила трения несколько снижется, приближаясь к некоторой постоянной величине.
- С увеличением нормального давления сила трения увеличивается.
- Трение покоя больше трения движения.
Жидкостное трение.
Если в слое смазки развивается гидродинамическое давление, создающее усилия, превышающие действующую на вал нагрузку, то вал как бы всплывает и трение происходит по слою смазки.
Для поступательного движения:
.
Для вращательного движения: - для новых, необработанных цапф;
- для старых, проработанных цапф.
- приведённый коэффициент трения.