- •1. Требования к машинам. Задачи курса Тмм и м.
- •2. Задачи проектирования машин. Критерии и стадии проектирования в ескд. Содержание технического предложения.
- •3. Машины и их классификация.
- •4. Основные сведения из теории производительности машин.
- •5. Машинный агрегат. Общее устройство.
- •6. Назначение, устройство и основные виды механизмов.
- •7. Строение механизмов. Кинематические пары. Подвижность кинематических пар и механизмов.
- •8. Стадии движения машинного агрегата. Установившееся движение. Энергетические соотношения при установившемся движении машин. Цикловой кпд.
- •Вопрос 9
- •Вопрос 10
- •Вопрос 11
- •Вопрос 12
- •Вопрос 13 (с. 69-72)
- •Вопрос 14 (с.68)
- •Вопрос 15
- •Вопрос 16 (с.37-41)
- •25. Условие соседства в эпициклическом механизме.
- •26. Условия сборки в эпициклическом механизме.
- •27. Основы синтеза планетарных передач по методу сомножителей.
- •28. Управление машинами-автоматами с помощью механизмов. Виды кулачковых механизмов.
- •Классификация кулачковых механизмов
- •30. Параметры закона движения кулачкового механизма.
- •34.Угол давления и его связь с основными размерами кулачкового мех-ма.
- •35.Учет угла давления при синтезе кулачкового механизма с поступательным и вращательным движением толкателя.
- •36.Профилирование кулачка по методу обращения движения.
- •37.Обобщённая инертность машинного агрегата.
- •38.Вычисление передаточной функции методами планов и диаграмм.
- •39.Вычисление передаточной функции аналитич. Методом.
- •40.Исследование движения машинного агрегата с помощью диаграммы энергомасс.
- •41. Постановка задачи о регулировании движения машинного агрегата.
- •42. Назначение маховика и определение его момента инерции.
- •44. Цель, теоретические основы и порядок силового исследования машин. Статически определимые кинематические цепи.
- •45. Определение параметров закона движения главного вала машинного агрегата.
- •46. Учёт сил инерции звеньев машин.
- •47. Порядок уточнения кпд машины и интенсивность износа кинематических пар.
- •48. Уравновешивание вращающихся масс (роторов)
- •49. Полное статическое уравновешивание рычажных механизмов.
39.Вычисление передаточной функции аналитич. Методом.
Аналитические методы исследования позволяют проводить анализ с заданной степенью точности. Кроме того, создание математических моделей механизмов позволяет решать задачи их оптимального синтеза при использовании ЭВМ.
Рассмотрим пример кинематического исследования синусного механизма (механизм двойного ползуна), где кривошип 1 вращается с угловой скоростью ω и угловым ускорением ε (рис.20).
Тогда скорость и ускорение точки А равны:
VA=lOA·ω; .
Все точки звена 1 и 2 описывают окружности, а точки звена 3 движутся поступательно, имея перемещения, скорости и ускорения равные:
SB=lOA·sinφ=lOA·sinωt; VB=dSB/dt=dSB·dφ/dφ·dt=lOA·ω·cosφ;
aB=d2SB/dt=lOA·(ε·cosφ-ω2·sinφ)
при ε=0 aB=-lOA·ω2·sinφ.
При исследовании многих механизмов получаются достаточно громоздкие формулы, что не является препятствием при использовании ЭВМ.
При исследовании пространственных механизмов используются элементы векторной алгебры и векторного анализа. Положения, скорости и ускорения точек механизма выражаются в векторной форме, при необходимости вычисляются проекции на оси и плоскости. Примеры таких исследований изложены в учебной литературе.
40.Исследование движения машинного агрегата с помощью диаграммы энергомасс.
Данный метод позволяет не только наглядно иллюстрировать связь между динамическими и кинематическими параметрами движения, но и решать практические задачи синтеза, например, задачу уменьшения неравномерности вращения звеньев.
В качестве примера рассмотрим построение так называемой диаграммы энергомасс. Эта диаграмма строится на основе графиков:
∆Тпр(φ)=Тпр(φ)-Т0пр(φ) и Jпр(φ),
причем график ∆Тпр(φ) может быть получен путем графического интегрирования графика Мпр(φ).
На рис.27 показана последовательность построения диаграммы энергомасс в координатах ∆Тпр(Jпр), которая при установившемся движении является замкнутой кривой и строится на базе диаграмм ∆Тпр(φ) и Jпр(φ) путем исключения параметра φ (φ – угол поворота звена приведения).
Если известна угловая скорость вращения ω0 звена приведения в начале цикла, то можно определить начальную кинетическую энергию:Т0пр=1/2·J0пр·ω02.
Тогда диаграмму энергомасс можно рассматривать в координатах Тпр(J1пр), где ось J1пр отстоит от первоначальной оси Jпр на величину Т0пр (рис.27).
Так как Тпр=1/2·Jпр·ω2, то ω2=2·Тпр/Jпр=2·μТ/μJ·tgΨ,
где μТ и μJ – масштабные коэффициенты, используемые для построения диаграмм. Таким образом, диаграмма энергомасс позволяет при установившемся движении определить угловую скорость ω звена приведения в любой момент времени, т.е. ω= ; а tgΨ= μJ/μT·ω2/2.
41. Постановка задачи о регулировании движения машинного агрегата.
Основные формы уравнения движения механизма
(прямая задача динамики)
Прямая задача динамики машины решает вопросы анализа - определение закона движения механической системы под действием заданных внешних сил. При решении этой задачи параметры машинного агрегата и действующие на него внешние силы известны, необходимо определить закон движения: скорости и ускорения в функции времени или обобщенной координаты. Иначе эту задачу можно сформулировать так: заданы управляющие силы и силы внешнего сопротивления, определить обеспечиваемый ими закон движения машины.
Уравнение движения машины, или механизма даёт возможность оценить их динамические качества в несколько упрощенном виде и свести это исследование к рассмотрению движения какого либо одного звена (в большинстве случаев начального), т.е. воспринимающего непосредственно мощность двигателя. Для этого к этому звену (в дальнейшем будем называть его звеном приведения), приводят все внешние силы, действующие на механизм и массы звеньев.
Уравнение движения механизма в дифференциальном виде
Содержит вторые производные от координат по времени. Изменение кинетической энергии механизма равно приращению работ сил действующих на механизм: .
В случае если начальное звено совершает вращательное движение: .
Тогда: , ,
Преобразуем второе слагаемое с учетом: .
Подставляя получаем: .
В случае если Jпр = const (маховое колесо, ротор двигателя и т.п.) получаем (второй закон Ньютона для вращательного движения).
Если начальное звено совершает поступательное движение получаем: .
В случае если mпр = const получаем .