Материал: Бурлака, Кучеренко, Мазоренко, Тищенко, Основы теории механизмов и машин
Раздел 2. Кинематический анализ механизмов |
75 |
|||||
После этого переходим к векторному уравнению |
||||||
(2.18). От полюса |
( |
a |
B 0) откладываем |
a |
An B |
в виде |
|
3 |
|
||||
отрезка nA3B , направленного от точки A к точке B:
nA3B anA3B 
a .
Через конец этого отрезка проводим линию ts перпендикулярно BA, вдоль которой будет направлено
ускорение aA3B . Пересечение линий gh и ts определяет точку "а3".
Отрезки a3 , rA3A1,2 и A3B изображают с учетом
масштабного коэффициента a |
ускорения |
a |
A , |
a |
AотнA |
и |
|||
|
|
|
3 |
3 |
1,2 |
||||
a |
A |
B соответственно. |
|
|
|
|
|
|
|
3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Угловое ускорение звена 3 вычисляем по формуле:
3 aA3B A3B а , lAB lAB
такое же угловое ускорение имеет звено 2, 2 3.
Для определения направления углового ускорения3 необходимо перенести вектор A3B с плана ускорений в
точку A на схему механизма (рис. 2.12,а). Угловое ускорение 3 направлено против хода часовой стрелки.
Величину ускорения точки С определяем по уравнению, составленному на основании теоремы о подобии:
( c) ( a3) lBC .
lBA
Расположение этой точки на плане ускорений определяется так же, как и на плане скоростей.
76 |
Лекция 4 |
Контрольные вопросы к теме 2
1.Основные задачи кинематического анализа механизма.
2.Какие существуют методы кинематического анализа, в чем заключается преимущества и недостатки аналитического и графического метода кинематического анализа?
3.Как записываются уравнения, связывающие скорости и ускорения двух точек, принадлежащих одному звену?
4.Как записываются уравнения, связывающие скорости и ускорения двух точек, принадлежащих двум звеньям, входящих в поступательную пару?
5.Что называется планом скоростей и планом ускорений?
6.Сформулируйте сущность метода и порядок построения планов скоростей и ускорений по группам Асура.
7.Как рассчитать масштабные коэффициенты планов скоростей и ускорений?
8.Как определить величину и направление угловых скоростей и ускорений звеньев механизма?
9.В какую сторону направлен вектор нормального ускорения точки звена?
10.Как определяют величину и направление кориолисова ускорения?
11.Как, пользуясь теоремой подобия, определить скорость и ускорение характерной точки звена?
12.В каком порядке выполняется кинематический анализ механизма графоаналитическим методом?
Раздел 3. Динамический анализ механизмов |
77 |
ЛЕКЦИЯ 5
СОДЕРЖАНИЕ
3.Динамический анализ механизмов.
3.1.Движение механизмов под действием заданных сил.
3.1.1.Задачи динамического анализа механизма.
3.1.2.Силы, действующие на звенья механизма.
3.1.3.Режимы движения машинного агрегата.
3.1.4.Динамическая модель машинного агрегата.
3.1.5.Приведение сил в механизме.
3.1.6.Приведение масс в механизме.
3.1.7.Уравнение движения однозвенной динамической модели в интегральной форме.
3.1.Движение механизмов под действием заданных сил
3.1.1.Задачи динамического анализа механизма
При решении задачи кинематического анализа
механизма предполагалось, что закон движения начального звена известен. В частности, если за начальное звено выбирают кривошип, то его угловую скорость принимают постоянной ( const ).
В действительности, закон движения начального звена является функцией действующих на механизм
внешних сил и масс подвижных звеньев.
При конструировании машины (механизма) знание истинного закона движения начального звена необходимо для учета возникающих при его работе динамических нагрузок. Механизмы, рассчитанные по усредненным
78 |
Лекция 5 |
нагрузкам, будут работать с перегрузками элементов конструкции, что приведет к снижению их надежности.
Истинный закон движения может быть определен расчетным путем или экспериментальным исследованием механизма или его модели.
Определение закона движения начального звена механизма под действием заданных сил является одной из основных задач динамики машин.
3.1.2. Силы, действующие на звенья механизма
Все силы, действующие на звенья механизма, можно разделить на следующие группы:
1.Движущие силы (Fд.с.) и моменты движущих сил (Мд.с.).
2.Силы производственных сопротивлений (Fп.с.)
и моменты сил производственных
|
сопротивлений (Мп.с.). |
|
3. |
Силы тяжести (G) подвижных звеньев. |
|
4. |
Силы |
непроизводственных сопротивлений |
(Fс.) и их моменты (Мс).
5.Силы взаимодействия между звеньями механизма.
Движущие силы (моменты) создаются двигателями, которые осуществляют преобразование какого-либо вида энергии (тепловой, электрической, гидравлической и т.д.) в механическую энергию.
Движущие силы стремятся ускорить движение механизма и с направлением скоростей точек их приложения образуют острый угол; чаще всего этот угол равняется нулю.
Раздел 3. Динамический анализ механизмов |
79 |
Элементарная работа dAд.с. , совершаемая движущей
силой на элементарном перемещении точки ее приложения dS , всегда положительна:
dAд.с. Fд.с. dS cos(Fд.с. , F ) 0,
где (Fд.с. , F ) – угол между вектором Fд.с. и вектором скорости F точки ее приложения силы.
Таким образом, движущие силы стремятся увеличить кинетическую энергию машины.
Силы (моменты) производственного сопротивления – это усилия, для преодоления которых предназначена машина (силы сопротивления в металлорежущих станках; сопротивления, возникающие при сжатии газа или воздуха в компрессорах и т.д.).
Силы производственного сопротивления с направлением скоростей точек их приложения образуют
тупой угол, или, в частном случае угол, равный 180 .
Элементарная работа dAп.с. , совершаемая силой
Fп.с. на элементарном перемещении точки ее приложения dS , отрицательна:
dAп.с. Fп.с. dS cos(Fп.с. , F ) 0,
следовательно, силы производственного сопротивления уменьшают кинетическую энергию машины.
Наибольшее влияние на закон движения механизма оказывают движущие силы и их моменты, а также силы производственных сопротивлений и их моменты. Физическая природа, величина и характер действия этих сил определяются процессом машины, в которой используется данный механизм.