3.11 Замена механизма на динамически эквивалентную модель. Звено приведения. Приведение сил и масс. Условия динамической эквивалентности

ОТВЕТ: С целью упрощения динамических расчётов, реальная схема механизма заменяется динамически-эквивалентной моделью, включающей только одно подвижное звено и стойку, то есть только подвижное звено. Звено приведения - звено, к которому приводятся массы всех подвижных звеньев, силы, действующие на звенья реальных механизмов. Для приведения сил или моментов используется условие динамической эквивалентности: равенство работ или мощностей: , , , , . Приведённый момент (приведённая сила) - условная расчётная величина, которая будучи умноженной на скорость звена приведения, даёт суммарную мощность всех действующих в механизме сил. Приведённая масса (приведённый момент инерции) - это условно расчётная величина, которая, будучи умноженной на половину квадрата скорости, даёт суммарную кинетическую энергию всех подвижных звеньев реального механизма. В качестве условия динамической эквивалентности принимаем равенство кинетических энергий. Кинетическая энергия звена равна суммарной кинетической энергии подвижных звеньев реального механизма.

, , , .

3.12 Уравнения движения звена приведения в дифференциальной и интегральной (энергетической) формах

ОТВЕТ:

, , , , ,

, где - момент движущих сил скорости, - момент сил сопротивления.

.

3.13 Определение действительного закона движения звена приведения аналитически (по уравнению движения)

ОТВЕТ: - аналитически (из уравнения движения в интегральной форме): ,

3.14 Определение действительного закона движения звена приведения графически (по диаграмме энерго-масс)

ОТВЕТ: - графически (по диаграмме энерго-масс).

.

Угловая скорость переменная.

3.15 Регулирование движения машины. Режимы движения машины. Установившиеся режимы движения и их характеристики

ОТВЕТ: Полное время работы технического устройства складывается из времени разгона (пуска), времени установившегося движения и времени торможения (выбега).

При разгоне: , .

При торможении: , .

Установившееся движение - это такое движение, при котором скорость является периодической функцией времени.

3.16 Причины периодических колебаний угловой скорости входного звена механизма

ОТВЕТ: Причины периодических колебаний угловой скорости входного звена механизма:

- приведённый момент движущих сил не совпадает с моментом сил сопротивления, то есть .

- Приведённый момент инерции - величина не постоянная, то есть .

3.17 Коэффициент неравномерности хода машины. Влияние неравномерности хода на технические характеристики машины

ОТВЕТ: Средним коэффициентом неравномерности хода называется степень неравномерности хода машины за цикл установившегося движения.

, , , .

Для большинства производственных машин периодическая неравномерность отрицательно влияет на ход технологического процесса и допускается лишь в определённых пределах, зависящих от значения машины. Например, для поршневых машин: , для щековой дробилки: .

3.18 Ограничение периодических колебаний угловой скорости входного звена с помощью маховика

ОТВЕТ:

, ,

, .

Ограничение периодических колебаний угловой скорости входного звена производится путём установки дополнительной массы на входном звене. Эта масса называется маховиком. Маховик является механическим аккумулятором кинетической энергии. При увеличении угловой скорости звена приведения маховик накапливает кинетическую энергию, а при уменьшении - возвращает кинетическую энергию.

3.19 Определение момента инерции маховых масс приближённым методом, методами Мерцалова и Виттенбауэра (динамический синтез механизмов)

ОТВЕТ: Приближённый метод:

, , , , .

Метод Мерцалова:

, , , , , .

Метод Виттенбауэра.

, , , .

4. Параметрический синтез рычажных механизмов

4.1 Параметрический синтез механизмов. Условия синтеза. Постановка задачи синтеза

ОТВЕТ: Задача синтеза: определение длин звеньев (метрических параметров) механизма по некоторым заданным условиям.

Параметром называется величина, характеризующая основные свойства механизма: технологические, эксплуатационные и т.д. Различают: геометрический, кинематический и динамический синтез. В зависимости от характера условия синтеза различают назначаемые и варьируемые параметры синтеза. Назначаемые параметры не могут быть изменены разработчиком в процессе проектирования. Различают основные и дополнительные условия синтеза. Основные условия синтеза называют критериями эффективности. Дополнительные условия используют в качестве ограничений на область поиска варианта технического решения. Как правило, задачи синтеза имеют многопараметрический и многокритериальный характер. В процессе проектирования возможно появление большого числа возможных вариантов решений. Для выбора лучшего варианта решения используются методы оптимизации. Лучший вариант решения называется оптимальным. Аналитическая зависимость критерия эффективности от варьируемых параметров называется целевой функцией. Задача оптимизации сводится к поиску такой совокупности варьируемых параметров, при которой обеспечивается наилучшее значение целевой функции.

Некоторые условия синтеза:

1. По заданному положению входного звена.

2. По заданному ходу.

3. По заданному закону движения.

4. По заданной траектории движения.

5. По заданному коэффициенту увеличения средней скорости обратного хода.

6. По заданному углу давления или углу передачи (характеризует КПД механизма).