трусики женские украина

На головну

 Динамічний аналіз механізмів - Промисловість, виробництво

Зміст

Введення

1. Завдання динамічного ісследованіямеханізмов

2. Сили в механізмах

3. Сили інерції

4. Кінетостатіческій розрахунок механізмів

5. Теорема Н.Є. Жуковського

Література

механізм опір інерція Кінетостатіческій

Введення

Тема контрольної роботи «Динамічний аналіз механізмів» з дисципліни «Теорія механізмів і машин».

Мета: формування знань динамічного аналізу механізмів.

Завдання: ознайомиться з методами динамічного аналізу механізмів.

В роботі розглянуті питання теми:

- Завдання динамічного дослідження механізмів;

- Сили в механізмах;

- Сили інерції;

- Кінетостатіческій розрахунок механізмів;

- Теорема М.Є.Жуковського про жорсткий важелі.

1. Завдання динамічного дослідження механізмів

Основними завданнями динаміки механізмів є:

1) визначення сил, що діють в кінематичних парах механізму;

2) визначення сил тертя і їх вплив на роботу механізму;

3) визначення закону руху механізму, що знаходиться під дією певних сил;

4) виявлення умов, що забезпечують заданий закон руху механізму;

5) урівноваження механізмів.

Для вирішення першого завдання проводиться силове дослідження механізму.

2. Сили в механізмах

Основними силами, що визначають характер руху механізму, є рушійні сили, які вчиняють позитивну роботу, і сили корисного (виробничого) опору, що виникають в процесі виконання механізмом корисної роботи і вчиняють негативну роботу. До рушійним силам відносяться: сила тиску робочої суміші на поршень циліндра двигуна, момент, що розвивається електродвигуном на ведучому валу насоса або компресора і т.д.

Сили корисного опору - це ті сили, для подолання яких призначений механізм. Такими силами є: сили опору різання в токарному верстаті і т.д. Крім цих сил необхідно враховувати також сили опору середовища, в якому рухається механізм, і сили тяжіння ланок, що виробляють позитивну або негативну роботу в залежності від напрямку руху центру ваги ланок - вниз або вгору.

При розрахунку механізму все рушійні сили корисного опору повинні бути задані - так звані задаються сили. Задаються ці сили зазвичай у вигляді механічних характеристик.

Механічною характеристикою двигуна або робочої машини називають залежність моменту, прикладеного до веденого валу двигуна або ведучому валу робочої машини, від одного або декількох кінематичних параметрів. Механічні характеристики визначають експериментальним шляхом або ж за допомогою різних математичних залежностей.

При роботі механізму в результаті дії всіх прикладених до його ланкам зазначених сил в кінематичних парах виникають реакції, які безпосередньо не впливають на характер руху механізму, але на поверхнях елементів кінематичних пар викликають сили тертя. Ці сили є силами шкідливого опору.

Реакції в кінематичних парах виникають не тільки внаслідок впливу зовнішніх задаються сил на ланки механізму, але і внаслідок руху окремих мас механізму з прискоренням, що може викликати додаткові динамічні навантаження в кінематичних парах.

Тому, завдання кінематичного розрахунку полягає у визначенні реакцій в кінематичних парах механізмів або, інакше кажучи, тисків, що виникають у місцях зіткнення елементів кінематичних пар, а також у визначенні врівноважуючих моментів або врівноважують сил.

Під уравновешивающими силами або моментами розуміють ті невідомі і підлягають визначенню сили або моменти, прикладені до провідних ланкам, які врівноважують систему всіх зовнішніх сил і пар сил і всіх сил інерції і пар сил інерції.

Якщо в машині, в процесі роботи, прискорення ланок досягає незначної величини, то визначення реакцій в кінематичних парах проводиться з умови рівномірного руху всіх ланок механізму за умовами рівноваги статики:

? Fi = 0; ? M (Fi) = 0.

У випадку, якщо прискорення ланок у машині досягає значної величини, то на ланки діють динамічні навантаження, якими нехтувати вже не можна. Для силового розрахунку в цьому випадку слід було б скласти динамічне рівняння руху, що вельми скрутно.

Поставлену задачу можна вирішити, використовуючи принцип Даламбера, згідно з яким, якщо до ланок механізму разом з усіма силами докласти ще й інерційні сили, то механізм можна розглядати знаходяться в статичному рівновазі, і рівняння динаміки замінити рівняннями статики:

? Fi = 0;

? M (Fi) + ? M (Fu) + Mu = 0

3. Сили інерції

У загальному випадку плоско-паралельного руху ланки прискорення його різних матеріальних точок різні (за величиною і напрямком). Тому різні і елементарні сили інерції, умовно докладені в цих точках. Ця система елементарних сил зводиться до однієї силі інерції Fu і до однієї пари сил інерції з моментом Mu, які дорівнюють:

де: m - маса ланки;

WS - прискорення центра ваги ланки;

? - кутове прискорення ланки;

IS - момент інерції ланки щодо осі, що проходить через центр ваги.

Момент інерції ланки є міра інертності ланки в обертальному русі. Його величина залежить тільки від самого тіла: від його маси та розподілу маси. Момент інерції в загальному випадку визначається формулою:

де: ? - відстань кожної елементарної маси від осі, що проходить через центр ваги.

Сила інерції Fu прикладена в центрі ваги ланки S і спрямована протилежно вектору прискорення центра ваги WS.

Момент пари сил інерції спрямований протилежно кутовому прискоренню ланки ?.

Розглянемо, до чого зводяться сили інерції при різних випадках руху ланки.

1. Поступальний рух ланки (рис.1).

Прискорення всіх точок однакові, тому:

Рис.1

Прикладена сила інерції в центрі ваги. Момент сил інерції ланки Mu = 0, тому при поступальному русі ланки воно не має кутового прискорення (? = 0).

2. Ланка нерівномірно (? ? 0) обертається навколо осі, що проходить через центр ваги (рис.2).

Рис.2

Сила інерції в цьому випадку дорівнює Fu = 0, тому прискорення центра ваги WS = 0.

Момент сили інерції дорівнює: Mu = -IS · ? і спрямований протилежно кутовому прискоренню ?.

3. Ланка рівномірно (? = 0) обертається навколо осі, що не проходить через центр ваги (рис.3).

Рис.3

У цьому випадку: де :.

Момент сил інерції Mu = 0, так як кутове прискорення ? = 0.

4. Ланка рівномірно (? = 0) обертається навколо осі, що проходить через центр ваги (рис.4).

Рис.4

У цьому випадку сила інерції Fu = 0, тому АS = 0 і момент інерції ?u = 0 (тому ? = 0).

Така ланка називається врівноваженим.

5. Ланка нерівномірно обертається навколо осі, що не проходить через центр ваги.

Рис.5

У цьому випадку виникає і сила інерції і момент сил інерції:

де :; за величиною

Сила інерції прикладена в центрі ваги і спрямована протилежно прискоренню центра ваги WS. Момент пари сил інерції Mu спрямований протилежно кутовому прискоренню.

Часто зручно силу інерції Fu і момент інерції Mu привести до однієї рівнодіючої силі Fu (рис.6). Для цього замінимо момент Mu парою Fu і -Fu, момент якої дорівнює: Fu · h = Mu.

Рис. 6Сілу -Fu цієї пари докладемо в центрі ваги S. Тоді інша сила виявиться прикладеної в деякій точці «К» ланки. Сили Fu і -Fu, прикладені в центрі ваги взаємно врівноважуються, і, таким чином, залишається тільки одна сила, прикладена в точці «К» ланки. Ця точка називається точкою гойдання.

Положення точки гойдання визначимо з рівняння:

але:

тоді :;

Остаточно :;

Величина ?SK для даного ланки є величиною постійною, що не залежить від його положення. Точка К завжди далі від осі обертання, ніж центр ваги S.

6. Загальний випадок плоско-паралельного руху ланки (рис.7).

Сила інерції :.

Складний рух складається з 2-х рухів: з поступального руху ланки разом з точкою А і обертального руху ланки щодо точки А. Відповідно до цього прискорення центра ваги складається з 2-х прискорень :.

Рис.7

Тоді сили інерції ланки в поступальному русі:

і сили інерції в обертальному русі:

Сила інерції в поступальному двіженііпроходіт через центр ваги і спрямована протівоположно.Сіла інерції у відносному обертальному двіженііпрі обліку моменту сил інерції Мu проходить через точку гойдання «К» і спрямована протилежно прискоренню. Отже сила, будучи сумою сили, проходить через точку перетину Т ліній дії цих сил і спрямована протилежно прискоренню центра ваги WS.

Для визначення сили Fu і точки її застосування сілиінаходіть не слід.

Для визначення точки Т випливає з центру ваги S провести пряму, паралельну прискоренню, а через точку гойдання К - паралельну прискоренню. Точка перетину цих прямих і є точка Т, через яку проходить сила інерції :.

Положення точки К для всіх положень ланки однаково.

4. Кінетостатіческій розрахунок механізмів

Силовий розрахунок механізмів ведемо в припущенні, що тертя в кінематичних парах відсутній і всі сили, що діють на ланки механізму, розташовані в одній площині.

При відсутності сил тертя сила взаємодії між 2-ма ланками завжди спрямована по нормалі до поверхні їх дотику. У поступальної парі всі елементарні сили взаємодії і їх рівнодіюча будуть розташовані перпендикулярно спрямовуючої поступальної пари.

Найбільш зручним методом силового розрахунку механізму є метод планів сил.

При силовому розрахунку механізм розчленовується на окремі групи, при цьому розрахунок починається з групи, приєднаної останньої в процесі утворення механізму, а закінчується розрахунком провідної ланки початкового механізму. Якщо плоский механізм має одну ступінь свободи, то початковий механізм складається з 2-х ланок: нерухомого (стійка) і початкової ланки. Ці ланки утворюють або обертальну кінематичну пару (кривошип-стійка), або поступальну пару (повзун-направляючі). Ланка, до якого прикладена урівноважує сила Fу, будемо вважати при силовому розрахунку початковою ланкою механізму. Реакція в початковому обертальному механізмі залежить від способу передачі енергії початкової ланки джерелом енергії. Якщо кривошипний вал приводиться в обертання парою, наприклад, безпосередньо від електродвигуна, то в цьому випадку до валу прикладений врівноважує момент .: Му = R3,2 · hНмі реакція в опорі Про вала (ланка 1) дорівнюватиме дії ланки 3 на ланку 2 ( кривошип) (рис.7).

Рис.7

Розглянемо на прикладі двухповодковой групи шатун АВ-повзун В кривошипно-ползунного механізму ДВС спосіб силового розрахунку, заснований на методі планів сил (рис.8).

Рис.8

На ланки цієї групи діють сили:

F - тиск газів на поршень;

G3, G4 - сили тяжіння;

Fu3, Fu4 - результуючі сили інерції;

R1,4 - тиск напрямних на повзун;

R2,3 - тиск кривошипа на шатун.

Умова рівноваги групи:

Розкладаємо тиск R2,3 на складові:

, Що діють:

- Уздовж осі ланки 3 (шатун);

- Перпендикулярно до осі ланки 3.

Составляющуюопределім з рівняння моментів усіх сил, що діють на шатун АВ, відносно точки В:

або

звідки:

Будуємо план сил за рівнянням рівноваги групи.

Проводимо векторизуется початку вектора. Через його початок проводимо лінію действіядо перетину з лінією дії R1,4,

проведеної з кінця вектора. R2,3 - тиск у кінематичній парі А.

Плани сил будуємо в масштабі ?р = 500 Н / мм, 200 Н / мм, 100 Н / мм.

Тиск R3,4 в парі шатун-повзун визначаємо з умови рівноваги повзуна :.

Точкою пріложеніяібудет точка В, тому сили F, Fu4 і G4, що діють на повзун, проходять через цю точку.

Тиск R1,2 в парі О-2 «Кривошип-стійка» і врівноважує момент Му визначаємо з умови рівноваги кривошипа ОА (вага кривошипа і противаги не враховуємо, тому що в більшості положень він незначний в порівнянні з величиною R3,2).

?р - масштаб плану сил;

h3 - плече сили R3,2 відносно точки О на схемі механізму;

?е - масштаб довжин кінематичної схеми.

5. Теорема Н.Є. Жуковського

Якщо який-небудь механізм з одним ступенем свободи під дією сил F1, F2, F3 ..., прикладених в точках D, T, N ..., знаходяться в рівновазі, то в рівновазі знаходиться повернений на 900 план швидкостей, що розглядається як важіль, що обертається навколо полюса Р і навантажений тими ж силами F1, F2, F3 ..., прикладеними в точках d, e, n ....

Побудова повернутого плану швидкостей можна проводити за допомогою будь-якого масштабного коефіцієнта ?v, тому умова рівноваги не залежить від величини плану.

Визначимо врівноважує момент Му для кривошипно-ползунного механізму (рис.9) і порівняємо його з величиною, отриманою силовим розрахунком механізму.

Для цього на план швидкостей в зображують точки переносимо всі задані сили, включаючи сили інерції і врівноважуючу силу, повернені на 900 в одному напрямку.

З умови рівноваги плану швидкостей як «жорсткого важеля» визначаємо врівноважуючу силу Fу; її прикладаємо в точці «а», вважаючи її як би прикладеної в точці А кривошипа, і направляємо її перпендикулярно лінії кривошипа ОА.

Рис.9

Отже,

;

Звідси:

;

Врівноважує момент:

або;

Величина розбіжності:

не повинна перевищувати ± 5%.

механізм опір інерція Кінетостатіческій

Література

1.Артоболевскій І.І. Теорія механізмів і машин М, 1975, с.268-271.

2.Кореняко А.С. та ін. Курсове проектування з теорії механізмів і машин. Київ, 1970, с.141-161.

Авіація і космонавтика
Автоматизація та управління
Архітектура
Астрологія
Астрономія
Банківська справа
Безпека життєдіяльності
Біографії
Біологія
Біологія і хімія
Біржова справа
Ботаніка та сільське господарство
Валютні відносини
Ветеринарія
Військова кафедра
Географія
Геодезія
Геологія
Діловодство
Гроші та кредит
Природознавство
Журналістика
Зарубіжна література
Зоологія
Видавнича справа та поліграфія
Інвестиції
Інформатика
Історія
Історія техніки
Комунікації і зв'язок
Косметологія
Короткий зміст творів
Криміналістика
Кримінологія
Криптологія
Кулінарія
Культура і мистецтво
Культурологія
Логіка
Логістика
Маркетинг
Математика
Медицина, здоров'я
Медичні науки
Менеджмент
Металургія
Музика
Наука і техніка
Нарисна геометрія
Фільми онлайн
Педагогіка
Підприємництво
Промисловість, виробництво
Психологія
Психологія, педагогіка
Радіоелектроніка
Реклама
Релігія і міфологія
Риторика
Різне
Сексологія
Соціологія
Статистика
Страхування
Будівельні науки
Будівництво
Схемотехніка
Теорія організації
Теплотехніка
Технологія
Товарознавство
Транспорт
Туризм
Управління
Керуючі науки
Фізика
Фізкультура і спорт
Філософія
Фінансові науки
Фінанси
Фотографія
Хімія
Цифрові пристрої
Екологія
Економіка
Економіко-математичне моделювання
Економічна географія
Економічна теорія
Етика

8ref.com

© 8ref.com - українські реферати


енциклопедія  бефстроганов  рагу  оселедець  солянка