Курсовые и лабораторные работы Математика решение задач Электротехника Лабораторные работы по электронике Физика Информатика На главную
Понятие о инженерном проектировании Динамика машин и механизмов Механические характеристики машин Виброзащита машин и механизмов Классификация зубчатых передач.

Преобразование энергии в механизмах. Рассмотрим как преобразуется поток механической энергии в идеальном механизме с жесткими звеньями (по идеальным механизмом здесь понимаем механизм, в котором не потерь энергии, т.е. КПД которого равно h =1). При этом входная мощность равна выходной  Pвх = Pвых .

Силы в кинематических парах плоских механизмов (без учета трения). Сила, как векторная величина характеризуется относительно звеньев механизма тремя параметрами: координатами точки приложения, величиной и направлением. Рассмотрим с этих позиций реакции в КП плоских механизмов.

Определение числа неизвестных при силовом расчете. Для определения числа неизвестных, а, следовательно, и числа независимых уравнений, при силовых расчетах необходимо провести структурный анализ механизма и определить число и классы кинематических пар, число основных подвижностей механизма, число избыточных связей. Чтобы силовой расчет можно было провести, используя только уравнения кинетостатики, необходимо устранить в нем избыточные связи.

Кинетостатический расчет четырехшарнирного механизма (метод проекций или аналитический).

Вибрации и колебания в машинах и механизмах, виброактивность и виброзащита. Понятие о неуравновешенности звена и механизма, статической и динамической уравновешенности механической системы. Статическое уравновешивание рычажных механизмов. Метод замещающих масс. Полное и частичное статическое уравновешивание механизма. Ротор и виды его неуравновешенности: статическая, моментная и динамическая. Балансировка роторов при проектировании. Балансировочные станки.

Метод замещающих масс. При использовании метода замещающих масс, звено механизма с распределенной массой заменяется расчетной моделью, которая состоит из точечных масс.

Уравновешивание горизонтальной составляющей главного вектора сил инерции

Балансировка роторов при различных видах неуравновешенности.

Прямая задача динамики машин. Понятие о динамической модели машины при W=1. Уравнения движения динамической модели. Параметры динамической модели: Iпрå - приведенный суммарный момент инерции механизма и Мпрå - приведенный суммарный момент внешних сил. Механические характеристики машин. Пример на определение параметров динамической модели. Режимы движения машины. Режим движения пуск-останов. Определение управляющих сил по параметрам движения при пуске и останове. Алгоритм решения прямой задачи динамики при неустановившемся режиме движения машины. 

Уравнения движения динамической модели Уравнение движения динамической модели в интегральной форме.

Динамика машин и механизмов. Динамические параметры машины и механизма. Прямая и обратная задачи динамики. Механиче­ская энергия и мощность. Работа внешних сил. Преобразование механической энергии механизмами. Аксиома об освобождения от связей. Силы и их классификация. Силы в КП без учета трения. Статический и кинетостатический силовой расчет типовых механизмов. Методы силового расчета графоаналитический - планов сил, аналитический - метод проекций на оси координат.

 Динамика машин и механизмов.

 Динамика - раздел механики машин и механизмов, изучающий закономерности движения звеньев механизма под действием приложенных к ним сил. В [ ] дано такое определение: «Динамика рассматривает силы в качестве причины движения тел».

 В основе динамики лежат три закона, сформулированные Ньютоном, из которых следует:

 Из первого закона: Если равнодействующая всех внешних сил, действующих на механическую систему равно нулю, то система находится в состоянии покоя.

 Из второго закона: Изменение состояния движения механической системы может быть вызвано либо изменением действующих на нее внешних сил, либо изменением ее массы.

 Из этих же законов следует, что динамическими параметрами механической системы являются:

инерциальные (массы m и моменты инерции I);

силовые (силы Fij и моменты сил Mij);

кинематические (линейные a и угловые e ускорения).

 В общей постановке динамика - изучение каких-либо процессов или явлений в функции времени. Динамическая модель  - модель системы, предназначенная для исследования ее свойств в функции времени ( или модель системы, предназначенная для исследования в ней динамических явлений).

  Прямая и обратная задачи динамики машин.

 Прямая задача динамики - определение закона движения системы при заданном управляющем силовом воздействии.

  Обратная задача динамики - определение требуемого управляющего силового воздействия, обеспечивающего заданный закон движения системы.

 Методы составления уравнений (динамической модели системы):

энергетический (уравнения энергетического равновесия - закон сохранения энергия);

кинетостатический (уравнения силового равновесия с учетом сил инерции по принципу Д’Аламбера).

 Механическая работа, энергия и мощность.

 Работой называется интеграл скалярного произведения вектора силы F на вектор элементарного приращения перемещения точки ее приложения dS

 sk _ Ù _

 A = ò F× dS × cos ( F,dS )

 s0

где  sk, s0 - конечное и начальное перемещение точки приложения силы F,

 _ Ù  _

 ( F,dS ) - острый угол между вектором силы F и вектором перемещения точки ее приложения dS.

 Энергией называется способность системы совершать работу или запас работы. Любая работа совершаемая над системой увеличивает его энергию. В механических системах различают кинетическую и потенциальную энергии.  Чтобы сообщить системе ускорение и заставить ее двигаться с требуемой скоростью, нужно совершить работу. Эта работа запасается системой в виде энергии движения или кинетической энергии. Для механической системы, в которой r звеньев вращаются,  p совершают поступательное движение и k - плоское, кинетическая энергия равна:

  p+k r+k

 T = mi×Vsi2/2 + si× wi/2,

  i=1 i=1

где mi - масса i -го звена, Vsi - скорость центра масс i -го звена, si - момент инерции i - го звена относительно его центра масс, wi - угловая скорость i -го звена.

Перемещение системы или ее элемента в потенциальном поле из точки с низким потенциалом в точку с более высоким или деформация звена системы требует совершения работы, которая запасается системой в виде потенциальной энергии. Для системы, в которой a звеньев подвергаются скручиванию и s звеньев - линейной деформации, потенциальная энергия деформации равна:

 a s

 U = ci×i2/2 + i× si/2,

 i=1 i=1

где  ci - крутильная жесткость i -го звена, i - угловая деформация i -го звена, i - линейная жесткость i -го звена, si - линейная деформация i - го звена.

 Мощностью называется производная от работы по времени. Средняя мощность - отношение совершенной работы ко времени ее выполнения. Рассмотрим механическую систему на которую воздействуют m моментов и f сил. Элементарное приращение энергии системы (элементарная работа внешних сил, действующих на систему)

  f m

 dA = Fi× dSi × cos ( Fi,dSi ) + Mi×dji ,

 i=1 i=1

 ее мощность

  f m

 P = dA/dt = Fi× Vi × cos ( Fi,Vi ) + Mi×wi .

 i=1 i=1


Анализ машинного агрегата