14 Билет

Определение инерционной нагрузки звеньев механизма.

Изучение сил инерции, развивающихся при движении звеньев механизма, ведут в зависимости от характера движения рассматриваемого звена. Движение звеньев механизма по кинематическому признаку разделяют на три группы: поступательное, вращательное или колебательное.

Главный вектор сил инерции приложен в центре масс звена и определяется по формуле:

,

где: - масса звена в;- ускорение центра масс звена в;

Направление главного вектора сил инерции противоположно направлению ускорения центра масс звена.

Главный момент инерции:

,

где: - момент инерции звена, относительно оси, проходящей через его центр тяжести,;- угловое ускорение звена,.

Главный момент сил инерции направлен в сторону, противоположную угловому ускорению, которое определяется направлением соответствующего тангенциального ускорения.

Главный момент инерции М_и заменяется эквивалентной парой сил, направление которой совпадает с направлением главного момента. Длина плеча пары сил принимается равной длине звена. Величины сил пары определяются:

.

15 Билет

Оптимальный синтез механизмов Критерий оптимизации. Методы оптимизации в синтезе.

Основное условие обычно выражается в виде функции, экстремум которой определяет выходные параметры синтеза. Эту функцию назовем целевой (по другой терминологии функция цели или критерий оптимизации).

В рассматриваемом примере целевая функция может быть представлена в виде максимального отклонения точки М шатунной кривой от заданной кривой, где у_м — ордината точки М шатунной кривой при некотором значении абсциссы х; у — ордината заданной кривой при том же значении абсциссы х

Ограничения.

Дополнительные условия синтеза также должны быть представлены в математической форме. Эти условия выражаются обычно неравенствами, устанавливающими допустимые области существования параметров синтеза. Поэтому целевая функция вычисляется только для тех комбинаций параметров синтеза, которые удовлетворяют дополнительным условиям, т. е. ограничениям.

В рассматриваемом примере выберем три ограничения. Первое ограничение — ограничение на длины звеньев а, b, с и d. Для того чтобы в механизме не было слишком больших или слишком малых длин звеньев, выбирают четыре положительных числа, удовлетворяющих условиям:

l₁<l₂<l₃<l₄ ; l₄<l₁<m

Из этой четверки чисел можно в любой комбинации выбрать длины звеньев, и во всех комбинациях ни одна из длин звеньев не будет превосходить другую более чем в т раз.

16 билет. Целью кинетостатического анализа является определение ве­личины уравновешивающей силы (уравновешивающего момента) при заданных силах полезного сопротивления, а такие реакций во всех кинематичес­ких парах. В отдельных случаях, когда задана движущая сила (момент), в результате анализа определяется сила полезного со­противления.

Кинетостатическому анализу должен предшествовать струк­турный и кинематический анализ механизма. При кинетостатическом анализе не учитываются динамические нагрузки, возникающие в процессе работы механизма. (Для некоторого упрощения мы не будем также учитывать силы трения в кинематических парах).

. Анализ основан на использовании принципа Д'Аламбера, со­гласно которому, если к действующим на точки материальной сис­темы заданным активным силам и силам реакции связей присоеди­нить силы инерции, то полученная система сил будет находиться в равновесии. Принцип Д'Аламбера позволяет решать динамичес­кие задачи методами статики.

Анализ производится для каждой структурной группы в последовательности обратной формуле строения механизма, т.е. начи­ная со структурной группы наиболее удаленной от входного звена.

Кинетостатический анализ может проводится графоаналитически (метод планов сил) или аналитически.

Условие статической определимости кинематических цепей.

Необходимо помнить, что кинематические цепи, имеющие степень подвижности w=0, в силовом отношении являются статически определенными. Условие статической определимости плоских кинематических цепей записывается в виде:

где n - число подвижных звеньев;

_{– число кинематических пар 5 и 4 классов;}

3 – число уравнений статики, которое можно составить для каждого подвижного звена в плоскости.