Шпаргалка по "Механике"

Метод кинетостатики  заключается в составлении уравнения  равновесия и включает в себя силы инерции. Эти уравнения называются уравнениями кинетостатики. Механизм условно принимается за неподвижный. Метод кинетостатики основан на принципе Даламбера: Если ко всем силам, действующим на связанную систему тел приложить силу инерции, то такую систему можно условно считать находящейся в равновесии.

Принцип освобождаемости  от связей: Не нарушая состояния покоя или движения системы можно разрывать отдельные связи, заменяя отдельные связи соответствующими реакциями.

2. Процесс зацепления  пары зубчатых колёс (АВ, ав, mn, ym, cm).

 

 

 

 

 

 

 

БИЛЕТ №26

1. Структурный анализ  механизмов. Цель и задачи структурного  анализа. Определение степени  свободы механизма.

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).

2. Замена механизма  на эквивалентную расчетную схему:  звено приведения, условия динамической  эквивалентности механизма и звена приведения.

С целью упрощения  динамических расчётов, реальная схема  механизма заменяется динамически-эквивалентной  моделью, включающей только одно подвижное  звено и стойку, то есть только подвижное  звено. Звено приведения – звено, к которому приводятся массы всех подвижных звеньев, силы, действующие на звенья реальных механизмов. Для приведения сил или моментов используется условие динамической эквивалентности: равенство работ или мощностей: , , , , . Приведённый момент (приведённая сила) – условная расчётная величина, которая будучи умноженной на скорость звена приведения, даёт суммарную мощность всех действующих в механизме сил. Приведённая масса (приведённый момент инерции) – это условно расчётная величина, которая, будучи умноженной на половину квадрата скорости, даёт суммарную кинетическую энергию всех подвижных звеньев реального механизма. В качестве условия динамической эквивалентности принимаем равенство кинетических энергий. Кинетическая энергия звена равна суммарной кинетической энергии подвижных звеньев реального механизма. , , , .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

БИЛЕТ №27

1.  Аналитический метод  кинематического расчета механизмов.

Аналитический метод  кинематического исследования рычажных механизмов основан на условии замкнутости  контуров их кинематических цепей. Составляя  уравнения проекции звеньев на соответствующие оси координат, устанавливают функциональную связь между кинематическими параметрами, характеризующими движение входных и выходных звеньев механизмов. При решении задач кинематического анализа пространственных рычажных механизмов, а также пространственных разомкнутых кинематических цепей  (промышленных роботов и манипуляторов), широко используют векторный метод, основанный на общих положениях векторной алгебры, и включающий в себя элементы теории матриц. Применение аналитического метода  затрудняется сложностью получаемых расчётных уравнений, поэтому именно в этих случаях целесообразно использование ЭВМ.

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

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

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

БИЛЕТ №28

1.  Уравнение  движения механизма в дифференциальной форме.

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

2. Качественные показатели  работы зубчатых передач. Влияние   смещения исходного производящего  контура инструмента на качественные  показатели работы зубчатого  зацепления.

Качественные показатели зубчатого зацепления:

1. Коэффициент перекрытия. Характеризует плавность, бесшумность работы передачи, очерёдность смены пар зубьев. Для обеспечения плавной бесшумной работы механизма необходимо, чтобы каждая последующая пара зубьев входила в зацепление раньше, чем из зацепления выйдет предыдущая пара зубьев. Положительное смещение исходного контура приводит к уменьшению коэффициента перекрытия.

2. Геометрический коэффициент удельного скольжения. Характеризует износостойкость профилей зубьев. Суммарное положительное смещение исходных контуров приводит к уменьшению коэффициентов удельного скольжения, т.е. к повышению износостойкости профилей зубьев.

3. Геометрически коэффициент удельного давления. Характеризует контактную прочность. Суммарное положительное смещение исходных контуров приводит к уменьшению коэффициента удельного давления, то есть приводит к повышению контактной прочности.

4. Коэффициент формы зубы. Характеризует изгибную прочность. Положительное смещение приводит к повышению изгибной прочности.

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 №29

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.  Критерии  синтеза механизмов и машин  (S_max, θ, σ, γ, условие Грасгофа и др.).

 

 

 

 

 

 

 

 

БИЛЕТ №30

1. Динамический анализ  рычажных  механизмов. Цели и задачи.

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.

Метод кинетостатики заключается  в составлении уравнения равновесия и включает в себя силы инерции. Эти  уравнения называются уравнениями кинетостатики. Механизм условно принимается за неподвижный. Метод кинетостатики основан на принципе Даламбера: Если ко всем силам, действующим на связанную систему тел приложить силу инерции, то такую систему можно условно считать находящейся в равновесии.

Принцип освобождаемости от связей: Не нарушая состояния покоя или движения системы можно разрывать отдельные связи, заменяя отдельные связи соответствующими реакциями.

2. Теорема Виллиса о соотношении угловых скоростей звеньев, составляющих высшую кинематическую пару.