Приложение а

Обозначения условные графические элементов машин и механизмов

на чертежах и схемах

Приложение б

Примеры структурных схем зубчатых маханизмов

Лабораторная работа № 3

«Определение момента инерции шатуна методом физического маятника»

ЦЕЛЬ РАБОТЫ: приобретение практических навыков по экспериментальному определению положения центра масс и момента инерции звеньев удлинённой формы с отверстиями.

ВВЕДЕНИЕ

Моменты инерции звеньев можно определить аналитическими и экспериментальными методами. Для звеньев сложной конфигурации экспериментальные методы дают более точные результаты. Наиболее употребляемыми из методов экспериментального определения момента инерции звена в лабораторной практике являются: метод физического маятника, метод двухниточного подвеса, метод трехниточного подвеса, метод крутильных колебаний на упругом стержне и т.д.

Для звеньев удлиненной формы, имеющих отверстия, в том числе для шатунов стержневых приборов и механизмов, наиболее пригоден метод физического маятника.

1. Метод физического маятника

Физический маятник представляет собой твердое тело (например звено механизма - шатун), совершающее под действием силы тяжести колебания вокруг неподвижной горизонтальной оси подвеса (рисунок 1).Движения такого маятника при углах отклонения <7° вполне аналогичны движению математического маятника,совершающему гармонические колебания.

Математическим маятником (рисунок 2) является материальная точка, подвешенная на нерастяжимой, тонкой, длинной и невесомой нити.Период гармонических колебаний Т определяется по формуле

T = ,

откуда искомый момент инерции массы шатуна относительно оси О подвеса

,

где G=mg– сила веса шатуна, Н,

а– расстояние от оси О подвеса до центра тяжестиSшатуна, м.

В практике обычно определяют момент инерции звена относительно оси, проходящей через центр тяжести звена перпендикулярно плоскости движения звена, так как у множества механизмов отдельные звенья совершают плоские движения. Момент инерции I_Sмассы шатуна относительно центральной оси, проходящей через центр тяжестиS, определяется на основании теоремы Штейнера о моментах инерции относительно параллельных осей

,

тогда , (1)

где Т - период колебаний шатуна относительно оси О подвеса, с,

- расстояние от оси О подвеса до центра тяжестиSшатуна, м.

Рисунок1-Физический маятник Рисунок 2 – Математический маятник

Рисунок 3 – Шатун, уравновешенный Рисунок 4 – Стойка с призмой

на призме

Рисунок 5 – Стержень постоянного сечения

При <7° ошибка, которую дает формула (2), не превышают 0,1 %, поэтому метод физического маятника можно использовать для большинства случаев инженерной практики.