- •Министерсво образования и науки рф
- •Теория механизмов и машин Конспект лекций по дистанционному обучению
- •Тема 1: структурный анализ механизмов……………
- •Тема 2: кинематический анализ механизмов…….
- •Тема 3,4: динамический анализ механизма………..
- •Тема 3: силовой анализ механизма……………………
- •Тема 4: динамика механизма…………………………….
- •Тема 5: механические передачи………………………….
- •Тема 6: эвольвентное зацепление………………………
- •Тема 7: кулачковые механизмы……………………….
- •Тема 1: структурный анализ механизмов
- •1. История развития тмм.
- •2. Вопросы, которые изучает наука «тмм».
- •Синтез Анализ
- •3. Основные понятия тмм, термины и определения.
- •4. Классификация кинематических пар.
- •Группы кинематических пар
- •5. Степень подвижности плоских и пространственных механизмов. Плоский механизм
- •6. Пассивные связи. Лишние степени свободы.
- •7. Замена высших кинематических пар низшими кинематическими парами.
- •8. Принцип образования плоских механизмов.
- •9. Классификация групп Ассура.
- •10. Алгоритм проведения структурного анализа.
- •11. Вопросы для самопроверки.
- •12. Задачи для самостоятельного решения (Провести структурный анализ механизма).
- •Примеры решения задач.
- •Задача 1.
- •Задача 2.
- •Задача 3.
- •Задача 4.
- •Задача 5.
- •Задача 6.
- •Задача 7.
- •Задача 8.
- •Задача 9.
- •Задача 10.
- •Задача 11.
- •Задача 12.
- •Задача 13.
- •Задача 14.
- •Задача 15.
- •Задача 16.
- •Задача 17.
- •Задача 18.
- •Задача 19.
- •Задача 20.
- •Задача 21.
- •Задача 22.
- •Задача 23.
- •Задача 24.
- •Задача 25.
- •Тема 2: кинематический анализ механизмов
- •1. Цель и задачи
- •2. Масштабные коэффициенты
- •6. Кинематические диаграммы.
- •Алгоритм графического дифференцирования:
- •6 8 7 6 5 4 3 2 1 0 J.2.Графическое интегрирование
- •Алгоритм графического интегрирования:
- •7. Вопросы для самопроверки.
- •8. Задачи для самостоятельного решения.
- •Тема 3,4: динамический анализ механизма
- •Цель:изучить движение звеньев механизма с учетом действующих сил.
- •Тема 3: силовой анализ механизма
- •Силы сопротивления Силы движения
- •2. Методы силового расчета механизма. В тмм силовой расчет механизма основывается на принципе
- •3.Порядок кинетостатического расчета механизма.
- •4. Реакции в кинематических парах механизма.
- •5. Порядок силового расчета группы Ассура.
- •6. Порядок силового расчета ведущего звена.
- •7. Теорема о жестком рычаге Жуковского.
- •8. Статическое уравновешивание вращающихся масс (балансировка дисков, к т.Д.).
- •9. Вопросы для самопроверки.
- •Тема 4: динамика механизма
- •8. Основы теории колебаний в механизмах.
- •9.Вопросы для самопроверки.
- •10. Задачи для самостоятельного решения.
- •Тема 5: механические передачи
- •Алгоритм определения передаточного отношения от
- •6. Пример определения передаточного отношения планетарного редуктора с одним внешним и одним внутренним зацеплением.
- •7. Вопросы для самопроверки
- •8. Задачи для самостоятельного решения.
- •9. Примеры решения задач.
- •9.1.Определение передаточного отношения планетарного редуктора с двумя внешними зацеплениями.
- •9.2. Определение передаточного отношения сложного многоступенчатого редуктора.
Тема 3,4: динамический анализ механизма
Цель и задачи динамического анализа
Цель:изучить движение звеньев механизма с учетом действующих сил.
ЗАДАЧИ Силовой анализ
механизма Динамика механизма
При проектировании новых механизмов конструктор, выполнив структурный и кинематический анализы механизма, приступает к решению первой задачи динамического анализа, которая называется «Силовой анализ механизма». При этом он считает, что:
угловая скорость ведущего звена постоянна, то есть такая же, как и при кинематическом анализе механизма,
задаваемые силы (движущие силы, силы сопротивления, силы тяжести звеньев, силы инерции) в механизме считаются известными, или их можно определить по известным формулам.
Исходя из принятых предположений, конструктор определяет:
Реакции в кинематических парах, знание которых позволяет ему выбрать размеры и массу звеньев и подшипников механизма, то есть провести расчет на прочность.
Уравновешивающую силу, под которой понимают условную силу, приложенную к ведущему звену механизма. Уравновешивающая сила в каждый момент времени уравновешивает все силы и моменты, действующие на звенья механизма, и следовательно ведущее звено механизма в этом случае будет равномерно вращаться с постоянной угловой скоростью.
Решив первую задачу, конструктор приступает ко второй задаче, которая называется «Динамика механизма». При этом из решения первой задачи он знает размеры и массу, а следовательно и моменты инерции звеньев механизма, а также все задаваемые силы (движущие, сопротивления, тяжести, инерции). По известным данным конструктор определяет истинный закон движения ведущего звена механизма, так как в реальных механизмах угловая скорость ведущего звена никогда не бывает постоянной, а все время колеблется между максимальным и минимальным значениями. Сравнив размах колебаний угловой скорости ведущего звена с допустимыми значениями для данного типа машин, конструктор прекращает дальнейший расчет, если укладывается в допустимые значения.
Если колебания угловой скорости ведущего звена спроектированного механизма превышают допустимые значения, то конструктор продолжает расчет. Суть дальнейшего расчета заключается в подборе размеров и массы маховика, который устанавливается на ведущее звено механизма, являясь аккумулятором кинетической энергии и дает возможность уменьшить размах колебаний угловой скорости ведущего звена до допустимых значений.
Тема 3: силовой анализ механизма
Классификация сил в механизме.
Все силы, действующие
в механизме Задаваемые силы Реакции связей Движущие
силы Силы
сопротивления Силы
тяжести звеньев Силы
инерции звеньев
Силы
производственных сопротивлений Силы
трения
Движущие силы направлены в сторону перемещения их точек приложения или составляют с этими перемещениями острые углы. Без движущих сил не работает ни одна машина. С энергетической стороны движущие силы совершают положительную работу. Движущие силы приложены к ведущим звеньям механизма.
Силы сопротивления направлены против перемещения их точек приложения или составляют с этими перемещениями тупые углы. С энергетической стороны силы сопротивления совершают отрицательную работу. Силы сопротивления делятся на силы:
производственных сопротивлений, то есть это те силы для преодоления которых и создан механизм. Силы производственных сопротивлений приложены к исполнительным звеньям механизма.
Силы трения (качения и скольжения) возникают в кинематических парах. Часто в курсовых проектах, выполняемых студентами, силами трения пренебрегают.
Силы тяжести звеньев приложены в центре масс звена и могут
совершать: положительную, отрицательную работы или не совершать никакой работы (если центр масс звена не перемещается или остается на одном горизонтальном уровне). С энергетической стороны силы тяжести звеньев совершают за период работы механизма столько же положительной работы, сколько и отрицательной.