7. Понятия о мертвых положениях в кривошипно – ползунных механизмах и способы их прохождения. Синтез этих механизмов.

В том случае, если ведущим звеном является ползун, происходит преобразование поступательного движения ползуна во вращательное движение кривошипа. Имеется два положения, когда кривошип и шатун находятся на одной прямой:

( 1) (2)

Работу т. А можно найти по формуле:

dA_A = F ∙ dS ∙ cos( ).

Так как угол между направлением скорости и силы составляет 90˚,

то dA_A = 0. Поэтому сила F не может вывести механизм из мёртвого положения.

Существует два способа прохождения мёртвых положений:

1) кинематический;

2) динамический.

Кинематический способ

Он предусматривает использование нескольких одинаковых механизмов, кривошипы которых соединены общей осью и расположены под углом друг к другу.

Аналогичным образом решается вопрос в многоцилиндровом двигателе.

Динамический способ

Он предусматривает соединение вала кривошипа с маховиком.

Маховик – колесо, имеющее значительную массу, основная часть которой (≈90%) сосредоточена в ободе. Маховик является аккумулятором энергии. Когда механизм находится не в мёртвом положении, он запасает энергию и отдаёт её при прохождении мёртвых положений. Маховики также используются для обеспечения привода механизма при ярко выраженной неравномерной нагрузке.

Например: прессы, штампы, ножницы для резки металла.

8. Кривошипно – кулисный механизм. Общие сведения. Применение. Исследование кинематики и синтез этих механизмов.

Кулисный механизм

Кулисный механизм – 4-хзвенный шарнирный механизм, ползун которого перемещается по подвижной направляющей. В зависимости от соотношения длин звеньев кулиса может качаться или вращаться.

x = A₀O – AO = r – r ∙cosφ = r ∙(1 - cosφ);

V = ω ∙ r ∙ sinφ ;

W = r ∙ ω² ∙ cosφ.

В зависимости от величины е при вращательном движении ведущего звена ВС кулиса АD будет совершать вращательное или возвратно-качательное движение. Подобные механизмы используются в приводе строгальных станков.

Кинематические особенности механизма.

Точка D связана с механизмом привода режущего инструмента. Ходу влево т. D соответствует угол φ₁, а вправо – φ₂.

φ = ω ∙ t ;

φ₁ = ω₁ ∙ t₁ ;

φ₂ = ω₂ ∙ t₂ ;

;

Vл < Vп.

Примечание: равномерное перемещение т. D влево и вправо с помощью подобных механизмов не может быть обеспечено.

9. Шарнирный 4-х звенный механизм, кинематика и синтез его по коэффициенту изменения скорости «к».

10. Трение в кинематических парах. Виды трения, трение на горизонтальной плоскости.

Коэффициент трения. Угол и конус трения.

В ряде механизмов силы трения являются фактором, определяющим их функционирование.

Фрикционные передачи (ременные).

Передачи «винт-гайка».

Различают основные виды внешнего трения:

сухое, полусухое, полужидкостное, жидкостное.

Трение покоя и движения. Трение качения и скольжения (по кинематическому признаку).

Трение со смазочным материалом и без него.

Внешнее трение – сопротивление относительному перемещению, возникающее между двумя телами в зонах соприкосновения их поверхностей по касательной к ним.

Сухое трение

Имеет место, когда микронеровности одной поверхности взаимодействуют с микронеровностями другой поверхности.

Когда имеет место жидкостное трение, то зазор между деталями больше суммы высот микронеровностей.

Полусухое трение – часть наиболее высоких неровностей взаимодействует друг с другом.

На взаимодействующих поверхностях имеется плёнка адсорбированной плёнки.

Между сухим, полусухим и полужидкостным трением имеется количественная разница, а между жидкостным трением – качественная разница.

Экспериментально доказано:

V

Fⁿ

F_T

A

Fⁿ

F_T

F_T = A + f · Fⁿ – уравнение Амонтона - Кулона

f – коэффициент трения

Основные положения процесса сухого трения:

коэффициент трения считается постоянным в определённом диапазоне скоростей и нагрузок;

сила трения направлена в сторону, противоположную направлению относительного движения;

сила трения покоя больше силы трения движения;

при увеличении скорости сила трения уменьшается;

при увеличении контактного давления сила трения увеличивается;

при увеличении времени взаимодействия тел сила трения покоя увеличивается.

11. Трение на наклонной плоскости

F_ТР.П. = G ∙ sinα ;

F_П. = G ∙ cosα ;

.

Равновесие будет иметь место, пока tgα ≤ tgφ_П .

Обозначим: tgφ_П = f_П – коэффициент трения покоя;

φ_П – угол трения покоя.

12. Трение в клинчатом ползуне

F_ТР = (F₁ⁿ + F₂ⁿ) ∙ f = 2 ∙ F₁ⁿ ∙ f ;

;

;

;

;

f ’ – приведённый коэффициент трения клинчатого ползуна.

13. Трение качения

При качении эпюра контактного давления искажается:

М_тр = Q ∙ K = М_дв .

Заменим момент парой сил:

F _дв ∙ r = K ∙ Q ;

14. Трение гибких тел. Формула Эйлера и ее применение в технике.

Рассмотрим идеально гибкое и нерастяжимое тело, т.е. тело, совершенно не деформирующееся под действием растягивающей силы и не оказывающее никакого сопротивления при его перегибе, которое огибает неподвижный цилиндр. Охват цилиндра происходит по дуге ab с центральным углом a (рис. 17.1). На тело действуют силы S1 и S2, для движения его по цилиндру с равномерной скоростью необходимо соблюдение условия ,

где F – сила трения между гибким телом и цилиндром.

Так как сила трения распределена на дуге ab соприкосновения гибкого тела с цилиндром, то натяжение гибкого тела от точки a набегания его на цилиндр до точки b сбегания его с цилиндра возрастает по некоторому закону от S2 до S1. В точке с бесконечно малой дуги cd натяжение достигает некоторой величины S, в точке d натяжение увеличивается до S + dS.

Бесконечно малая сила трения на дуге cd, обуславливающая увеличение натяжения на величину dS и поэтому равная dS, может быть выражена следующим образом: ,

где f – коэффициент трения; dRn – бесконечно малая сила, нормальная к поверхности трения.

Величина силы dRn создается проекциями натяжений S и S + dS на радиус, проведенный в середину дуги cd: