Шпаргалка по "Механике"

2. Передаточное отношение  редукторов и его определение  в рядовых и планетарных механизмах. Формула Виллиса для планетарного редуктора.

Кинематический расчёт зубчатых механизмов заключается в  определении угловых скоростей  и передаточных отношений по заданным числам зубьев колёс. Передаточное отношение – соотношение угловых скоростей. Передаточное число – соотношение числа зубьев. В простых (рядовых) передачах: - передаточное отношение. («-» - при внешнем зацеплении, «+» - при внутреннем). . В дифференциально-планетарных механизмах: , . Формула Виллиса (при ): , .

 

 

 

 

БИЛЕТ №18

1.  Уравнение движения  механизма в энергетической (интегральной) форме.

, , , , , , где - момент движущих сил скорости, - момент сил сопротивления. .

2.  Эвольвента, ее характеристики и свойства.

Эвольвентой круга называется плоская кривая, которую вычерчивает  точка, лежащая на прямой, перекатываемой без скольжения по неподвижной окружности.

Основные свойства:

- Эвольвента не имеет  точек внутри основной окружности.

- Нормаль, проведённая  в любую точку эвольвенты проходит  по касательной к основной  окружности. .

- Точки касания нормалей  с основной окружностью образуют  центр кривизны эвольвенты. То  есть основная окружность представляет  собой геометрическое место центров кривизны эвольвенты.

- Любая ветвь эвольвенты  вполне определяется величиной  радиуса основной окружности ( ) и положением начала отсчёта эвольвентного угла ( ).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

БИЛЕТ №19

1.  Уравнение  движения  механизма в дифференциальной  форме.

, , , , , , где - момент движущих сил скорости, - момент сил сопротивления. .

2. Методы нарезания  эвольвентных зубчатых колёс,  цели смещения исходного производящего  контура инструмента.

Существует 2 основных метода нарезания зубчатых колёс:

- Метод копирования, при котором режущие кромки инструмента соответствуют форме впадины зубчатого колеса. Модульная фреза, кольцевая, пальцевая, протяжка (этот метод применяется редко, так как имеет ряд недостатков, в частности не технологичен, требует содержание больших складских помещений).

- Более прогрессивным  и технологичным является метод огибания, или метод обкатки. Он заключается в том, что в процессе изготовления режущи инструмент и заготовка получают точно такие же относительные движения, как в процессе зацепления, только режущий инструмент получает дополнительное движение – резание. Процесс идёт непрерывно. Эвольвентный профиль зуба образуется как огибающая ряда последовательных положений режущей кромки инструмента.

При методе огибания одним  и тем же инструментом можно изготовить зубчатые колёса с разным числом зубьев. Можно производить исправления зубчатых колёс, то есть смещать инструмент в процессе изготовления. Инструмент- долбяк, зубчатая рейка (гребёнка), червячная фреза.

Линия станочного зацепления – траектория движения точки контактирования эвольвентных профилей инструмента и нарезаемого колеса.

Цели смещения исходного  контура:

- Устранение подреза  ножки зуба.

- Обеспечение заданного  межосевого расстояния.

- Улучшение качественных  показателей зацепления: повышение плавности, бесшумности работы механизма, повешение износостойкости профилей зубьев, повышение контактной прочности, повышение изгибной прочности.

 

 

 

 

 

 

БИЛЕТ №20

1.   Классификация  кинематических пар.

Кинематической парой называют соединение двух звеньев, обеспечивающее их относительную подвижность. Класс кинематической пары устанавливают в зависимости от числа ограничений, накладываемых на относительные движения звеньев. Свободная пара имеет 6 степеней свободы.

- Первый класс –  1 ограничение (по нормали) Пример – шар на плоскости.

- Второй класс –  2 ограничения. Пример – Цилиндр  на плоскости.

- Третий класс –  3 ограничения. Пример – сферический  шарнир, куб на плоскости.

- Четвёртый класс –  4 ограничения.

- Пятый класс –  5 ограничений.

Поверхность, линия или  точка, по которым взаимодействуют  звенья в кинематической паре, называются элементами звена.

Если звенья соприкасаются  по поверхности, то пара называется низшей. В высших кинематических парах звенья соприкасаются по линии или в  точках.

В плоских механизмах, в которых звенья расположены  в параллельных плоскостях или одной  плоскости, могут быть пары только 4 и 5 класса.

В плоском механизме пары 5 класса – это низшие пары, а пары 4 класса – это высшие пары.

2. Определение угловой  скорости входного звена механизма при разгоне по уравнению движения и с помощью диаграммы энергомасс.

- графически (по диаграмме  энерго-масс). . Угловая скорость переменная.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

БИЛЕТ №21

1. Графоаналитический  метод определения кинематических  параметров: планы скоростей и  ускорений.

Графо-аналитический метод заключается  в построении планов скоростей и  ускорений. Планом скоростей (ускорений) называют векторное масштабное изображение этих параметров для соответствующего положения механизма. Этот метод отличается от графического возможностью определения не только величины скорости и ускорения для всех подвижных звеньев механизма.

2.  Режимы движения  машины. Кинематическая и  энергетическая характеристики работы механизма при установившемся режиме.

Полное время работы технического устройства складывается из времени разгона (пуска), времени  установившегося движения и времени  торможения (выбега).

При разгоне: , .

При торможении: , .

Установившееся движение – это такое движение, при котором скорость является периодической функцией времени.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

БИЛЕТ №22

1. Структурный  синтез шарнирно-рычажных механизмов. Группы Ассура, их классификация. Формула строения механизма его класс и порядок.

Задачами структурного анализа являются: выявление особенностей строения, определение числа степеней свободы, порядка и класса механизма с целью установления рациональных методов и последовательностью кинематического расчёта.

Любой механизм включает в свой состав простейший начальный  или первичный механизм, который  состоит из одного подвижного звена  и стойки, связанной либо поступательной, либо вращательной парой.

Более сложные механизмы  образуются из простого начального механизма  путём присоединения к нему структурных  групп или групп Асура. Группа Асура – это такая кинематическая цепь, которая, будучи присоединённой свободными (незанятыми) элементами пар к стойке, образует неподвижную систему, то есть W=0. (3n-2P₅=0)

Структурный синтез механизмов основан на методе «наслоения» или  присоединения к имеющейся кинематической цепи механизма групп с числом степеней подвижности, равным нулю.

Структурная группа имеет порядок и класс. Порядок определяют по числу свободных (независимых) элементов кинематических пар, а класс – по числу кинематических пар, образующих наиболее сложный замкнутый контур.

Класс и порядок механизма  устанавливают по структурной группе, имеющей наиболее высший порядок и класс. Степень свободы пространственного механизма:

W=6n-5P₅-4Р₄-3Р₃-2Р₂-Р₁ (формула Малышева). Степень подвижности плоского механизма: W=3n-2P₅- Р₄ (формула Чебышева).

Исследуя структуру  механизма, необходимо выделить входное звено и разбить кинематическую цепь механизма на простейшие группы. Характер образования кинематической цепи механизма указывается формулой его строения. Например, формула: I→ II (2-3)→II (4-5) указывает, что механизм образован последовательным присоединение двух двухпроводковых групп; формула: I→ II (2-3)→III (4-5-6-7) говорит о присоединении к двухпроводковой группе

II (2-3) трёхпроводковой группы III (4-5-6-7).

2. Периодические колебания  угловой скорости входного звена:  причины их возникновения и способы ограничения, коэффициент неравномерности хода.

Причины периодических  колебаний угловой скорости входного звена механизма:

- приведённый момент  движущих сил не совпадает  с моментом сил сопротивления,  то есть  .

- Приведённый момент  инерции – величина не постоянная, то есть  .

Средним коэффициентом  неравномерности хода называется степень неравномерности хода машины за цикл установившегося движения. , , , . Для большинства производственных машин периодическая неравномерность отрицательно влияет на ход технологического процесса и допускается лишь в определённых пределах, зависящих от значения машины. Например, для поршневых машин: , для щековой дробилки: .

, ,

, . Ограничение периодических колебаний угловой скорости входного звена производится путём установки дополнительной массы на входном звене. Эта масса называется маховиком. Маховик является механическим аккумулятором кинетической энергии. При увеличении угловой скорости звена приведения маховик накапливает кинетическую энергию, а при уменьшении – возвращает кинетическую энергию.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

БИЛЕТ №23

1.  Классификация кинематических  пар.

Кинематической парой называют соединение двух звеньев, обеспечивающее их относительную подвижность. Класс кинематической пары устанавливают в зависимости от числа ограничений, накладываемых на относительные движения звеньев. Свободная пара имеет 6 степеней свободы.

- Первый класс – 1 ограничение (по нормали) Пример – шар на плоскости.

- Второй класс –  2 ограничения. Пример – Цилиндр  на плоскости.

- Третий класс –  3 ограничения. Пример – сферический  шарнир, куб на плоскости.

- Четвёртый класс –  4 ограничения.

- Пятый класс – 5 ограничений.

Поверхность, линия или  точка, по которым взаимодействуют  звенья в кинематической паре, называются элементами звена.

Если звенья соприкасаются  по поверхности, то пара называется низшей. В высших кинематических парах звенья соприкасаются по линии или в точках.

В плоских механизмах, в которых звенья расположены  в параллельных плоскостях или одной  плоскости, могут быть пары только 4 и 5 класса.

В плоском механизме  пары 5 класса – это низшие пары, а пары 4 класса – это высшие пары.

2.  Определение угловой скорости входного звена механизма при установившемся режиме с помощью диаграммы энергомасс.

- графически (по диаграмме  энерго-масс). . Угловая скорость переменная.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

БИЛЕТ №24

1. Замена высших кинематических  пар низшими. Условия эквивалентности,  соблюдаемые при замене, порядок  замены.

При классификации механизмов с  высшими парами удобнее последние  заменить и получить механизм с одними низшими парами,  который можно разбить на входные и группы выходных звеньев. Одна кинематическая высшая пара может быть заменена двумя низшими, центры которых совпадают с центрами кривизны элементов высших пар. После замены высшей пары низшими, в заменяющем механизме появляется фиктивное звено. Порядок присоединения групп выходных звеньев (двухпроводковых или трёхпроводковых) механизма в соответствии с формулой его строения указывает на последовательность кинематического анализа, а обратная последовательность – на порядок силового расчёта механизма.

2. Определение момента  инерции маховика по заданному  коэффициенту неравномерности хода  при установившемся режиме работы  механизма приближенным методом,  методами Мерцалова и Виттенбауэра.

, , , , .

Метод Мерцалова: , , , , , .

Метод Виттенбауэра.

, , , .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

БИЛЕТ №25

1. Силовой расчет механизмов: основные допущения и принципы  силового расчета.

Силовой расчёт.

Задачи: - Определение сил, действующих на звенья или на связи механизма.

- Определение уравновешивающей  силы (уравновешивающего момента)  на входном звене.

Цели: - Накопление необходимых данных для последующего проектирования и конструирования механизма.

- Определение форм  звеньев, поперечных сечений.

- Проведение расчёта  на прочность и жёсткость.

- Расчёт на износостойкость,  трение.

- Подбор подшипников.

- Выбор электродвигателя.

Основные допущения: - Скорость входного звена постоянна.

- Механизм идеальный  (звенья неупругие, абсолютно жёсткие).

- Трения в кинематических  парах нет.

- Все звенья находятся  в одной плоскости.

В тихоходных механизмах, где изменения скоростей незначительно, следовательно, сила инерции тоже незначительна, используют статический метод расчёта, при котором используются обычные уравнения равновесия (уравнения статики).

В быстроходных механизмах могут быть значительные силы инерции, превышающие действующие внешние  нагрузки. Эти силы надо учитывать  при использовании метода кинетостатики.

Силы инерции, возникающие только при движении механизма, носят название динамических усилий. Они приводят к появлению в кинематических парах дополнительных динамических давлений.