- •Лекция 1
- •1. Основные понятия тмм
- •1.1. Понятие машины и механизма
- •1.2. Звенья, кинематические пары и цепи
- •1.3. Кинематическая схема механизма
- •1.4. Степень подвижности (свободы) механизма
- •1.5. Структурный анализ и синтез механизмов
- •Правила структурного анализа
- •2.3 План ускорений механизма (пум)
- •3. Силовой анализ (исследование) механизма
- •3.1 Силы, действующие на звенья механизма
- •Сопротивление материалов
- •1. Общие сведения
- •1.1. Основные понятия и определения.
- •1.2. Схематизация внешних нагрузок.
- •1.3 Схематизация элементов конструкций
- •1.4. Типы опор, реакции связей
- •1.5 Деформация тел
- •1.6. Гипотезы и допущения сопротивления материалов
- •2. Внутренние силы. Метод сечений.
- •Понятие о напряжениях.
- •3. Растяжение (сжатие).
- •3.1. Напряжение и деформация при растяжении.
- •3.2. Закон Гука при растяжении.
- •3.3. Испытание материалов на растяжение или сжатие.
- •3.4 Допускаемые напряжения и запас прочности.
- •4. Изгиб
- •4.1 Общие понятия и типы опор.
- •4.2 Изгибающие моменты и изгибающие силы. Правила знаков и эпюры изгибающих моментов.
- •4.3 Деформации и напряжения при изгибе. Закон Гука при изгибе. Условие прочности при изгибе.
- •5. Сдвиг
- •5.1 Чистый сдвиг и его особенности.
- •6. Кручение
- •6.1 Основные понятия и определения.
- •6.2 Деформации и напряжения при кручении. Закон Гука при кручении.
- •7. Расчёты на прочность деталей, работающих в условиях сложного нагружения.
- •7.1. Изгиб с кручением.
- •8. Устойчивость сжатых стержней.
- •9. Прочность деталей работающих в условиях переменных нагрузок.
- •9.1 Циклы изменения нагружения.
- •9.3 Факторы, влияющие на предел выносливости.
- •1.1 Этапы создания машин. (Стадии разработки конструкторской документации).
- •1.2 Машиностроительные материалы
- •1.3 Основные требования, предъявляемые к деталям машин
- •I Механические передачи
- •1. Блок-схема машины
- •1.1 Основные кинематические и энергетические соотношения в передаче.
- •1.2. Классификация передач механической энергии.
- •2. Зубчатые передачи
- •2.1. Классификация зп
- •8. По наличию коррекции
- •2.2. Основные кинематические и геометрические параметры цилиндрической прямозубой зп
- •2.3 Усилия в зацеплении цилиндрической прямозубой передачи.
- •2.4 Расчётные нагрузки.
- •2.5 Виды разрушений и критерии работоспособности зп
- •2.6. Расчет зубчатых цилиндрических прямозубых передач по напряжениям изгиба (проверка на отсутствие усталостного излома зубьев)
- •Расчет зубчатых цилиндрических прямозубых передач по контактнымнапряжениям (проверка на отсутствие усталостного выкрашивания поверхностей зубьев)
- •2.8. Проверка прочности зубьев при действии пиковой нагрузки
- •2.9. Расчетная схема нагружения валов цилиндрической прямозубой передачи
- •2.10. Цилиндрические косозубые передачи
- •Силы в зацеплении цилиндрической косозубой передачи
- •Расчетная схема нагружения валов цилиндрической косозубой передачи
- •2.11. Шевронные передачи
- •2.12 Зубчатые конические передачи
- •Проектный и проверочный расчет прямозубых конических передач на изгибную и контактную прочность зуба.
- •2.17 Силы в зацеплении конической передачи
- •2.13 Передачи между перекрещивающимися валами
- •Червячная передача с цилиндрическим червяком
- •Геометрические параметры червячной передачи
- •Передачи гибкой связью к передачам гибкой связью относятся ременные и цепные передачи.
- •3. Ременные передачи
- •3.1. Общие сведения
- •3.2. Силы и напряжения в ремне
- •3.3. Способы регулирования натяжения ремня
- •3.4. Порядок расчёта клиноремённой передачи.
- •3.9. Кривые скольжения. Коэффициент тяги.
- •4. Цепные передачи
- •4.1. Общие сведения.
- •Классификация цп
- •4.2. Геометрические параметры цепной передачи.
- •4.3. Проектный и проверочный расчет цепной передачи.
- •Способы регулирования натяжения цепи:
- •Способы смазки цепи.
- •5.3 Проверочный расчет валов
- •Расчёт валов и осей на усталостную прочность
- •5.4 Проектный и проверочный расчет осей
- •6. Подшипники
- •6.1. Подшипники качения
- •Выбор подшипников качения.
- •Расчёт подшипников качения по динамической грузоподъёмности (расчет на долговечность)
- •6.2. Подшипники скольжения.
- •7. Соединения
- •7.3. Резьбовые соединения
- •Неразъемные соединения
- •7.4. Сварные соединения (электродуговой сваркой)
- •1. Стыковые.
- •2. В нахлёстку. 3. Тавровое соединение.
- •7.5. Заклепочные соединения
- •8. Муфты приводов
- •8.1. Характеристика и классификация муфт
- •8.2. Глухие муфты
- •Глухие муфты (втулочные - а, б и фланцевая - г).
- •8.3. Компенсирующие муфты
- •Схемы смещения валов: а) осевое, б) радиальное, в) угловое, г) комбинированное Жесткие компенсирующие муфты
- •Муфта упругая втулочно-пальцевая
- •Муфта упругая со звездочкой
- •8.4. Управляемые муфты
- •Кулачковые и зубчатые муфты
- •Кулачковая (а) и зубчатая (б) муфты
- •Фрикционные сцепные муфты
- •Управляемая сцепная муфта
- •8.5. Самоуправляемые муфты
- •Обгонные муфты
- •Роликовая обгонная муфта
- •При определенной скорости вращения полумуфты под действием центробежных сил грузы колодки 2 преодолевают силу сжатия пружины, прижимаются к барабану ведомой обоймы, и муфта плавно включается.
3. Силовой анализ (исследование) механизма
3.1 Силы, действующие на звенья механизма
При проектировании и расчете машин необходимо знать и уметь определять все силы, действующие на звенья механизма.
Силы подразделяются на:
а) Движущие силы – силы, приводящие механизм в движение, т.е. совершающие полезную работу
в двигателях внутреннего сгорания – это сила давления сгорающих газов на поршень;
в электродвигателях – это вращающий момент, приложенный к ротору со стороны вращающегося электромагнитного поля.
б) Силы полезного сопротивления– это силы, которые совершают требуемую работу, т.е. силы, для преодоления которых создается механизм или машина (привод строгального станка)
в) Силы вредного сопротивления – это силы трения в кинематических парах и силы сопротивления среды (сопротивление воздуха)
г) Силы тяжести – совершают либо положительную, либо отрицательную работу (в зависимости от направления движения звена). Они зависят от размеров звеньев и материалов.
д) Силы инерции – обусловлены массой и движением звеньев с ускорением.
е) Реакции кинематических пар, т.е. силы, с которыми одно звено действует на другое.
Для того чтобы определить все силы, действующие на звенья механизма, сначала определяют структурные группы Ассура (диады).
Принцип Даламбера.
Если к телу, на которое действуют внешние силы и реакции связей, приложить силы инерции, то можно условно рассматривать это тело как находящееся в равновесии.
Рассмотрим силы, которые действуют на диаду шатун-ползун:
Рисунок 2.3 – План положений, скоростей, ускорений и план сил механизма
G3 - вес ползуна;
Qпс - сила полезного сопротивления;
Fи3 - сила инерции ползуна 3;
R1 2 - реакция со стороны отброшенного кривошипа 1 на шатун 2;
R4 3 – реакция, действующая со стороны звена 4 на звено 3.
1) Составляем векторное уравнение.
Под действием указанных сил группа Ассура находится в равновесии, описываемом векторным уравнением:
,
- дается по заданию, известна по величине и направлению (противоположно скорости ползуна);
- известна по величине и направлению;
- известна по величине и направлению (направленная противоположно ускорению ползуна);
R1 2 – известна по направлению (параллельно шатуну 2);
R4 3 – известна по направлению (перпендикулярно направляющей ползуна).
2) Проводим вектор силы полезного сопротивления (отрезок длиной 70 мм).
3) Определяем масштаб плана сил механизма:
.
4) С учетом масштаба определяем отрезок , отображающий силу инерции ползуна, и отрезок , отображающий силу тяжести полуна:
, .
5) Из полюса плана сил параллельно шатуну 2 проводим линию действия реакции кривошипа на шатун , а из точки - направление действия реакции направляющей на ползун . Таким образом, получаем точку их пересечения , отсекающую отрезки и .
6) Величины реакций находим с учетом масштаба плана сил механизма:
; .
7) Определим движущий момент и мгновенную мощность.
Определим плечо h* силы относительно точки А и вычислим с учетом масштаба его длину h (mL 1:1).
Тогда движущий момент, создаваемый реакцией на плече h, будет равен:
.
Мгновенная мощность составит: