46-60

46) применяют в тяжёлом машиностроении, передаёт большие мощности, может работать без шума при больших скоростях.

+:малая удельная скорость скольжения, малый износ, зецепление происходит не в точке а по поверхности(по пятну контакта?), передача может передавать в 1.7 раза больше чем эвольвентное зацепление, тк зуб выполнин косым, коэф. Перекрытия >2, т.е. увеличивается несущая способность передач.

-: сложность изготоления: для шестерни один инструмент, для колеса – другой.

47) Волновые передачи. Достоинства и недостатки. Волновая зубчатая передача отличаются от других зубчатых механизмов тем, что один её элемент – гибкое колесо - претерпевает волновую деформацию, за счёт которой происходит передача вращательного движения. Волновая передача состоит из трёх основных элементов: гибкого зубчатого колеса 1;жёсткого колеса 2 и генератора волн b.Гибкое зубчатое колесо представляет собой тонкостенную оболочку. Один конец её соединён с валом и сохраняет цилиндрическую форму, на другом конце её торца нарезан зубчатый конец с числом зубьев z1.Этот конец оболочки деформируется на величину 2w0 генератором волн, введённым внутрь её. Достоинства:1)В зацеплении участвует большое количество зубьев. 2)Имеет высокий КПД (до 0.95).3)Малое удельное скольжение. 4)Малое контактное напряжение.5)Мала возможность заедания зубьев.6)Нет зазоров(так как скорость скольжения мала и мало давление).7)Одна степень может иметь передаточное отношение до 100. Недостатки: Возможность передачи движения в вакууме.

50) Дифференциальное уравнение движения механизма получается на ос­новании уравнения Лагранжа. Имеем для звена приведения:

Где q - обобщенная координата; q - обобщенная скорость; Q - обобщенная сила (приведенный момент сил ).

Окончательно получаем:

где Мдс* - Мсс* - моменты движущих сил и сопротивления, приведенные к кривошипу АВ.

J – значения приведенного момента инерции в конечный и начальный момент времени. φ – значение обощенной координаты, определяющей соотв. положение кривошипа АВ. Это уравнение второго порядка, нелинейное. В общем случае уравнение аналитически не решается. Наиболее популярны такие численные методы, как метод Эйлера и метод Рунге - Кутта четвертого порядка. Рассмотрим метод Эйлера, как наиболее простой.

Он заключается в том, что в соответствии с числом расчетных положений механизма значения ω, ε и t вычисляются последовательно ( шаг за шагом ), переходя от значений 1 к значениям 1+1. Метод Эйлера имеет большую ошибку и очень часто бывает неустойчивым.

Классический метод Рунге – Кутта описывается системой следующих пяти соотношений:

Где

51) Движущие силы. Движущими силами называют силы, элементарная работа которых положительна. Звено, к которому приложена движущая сила, называют ведущим. При движении механизма на разных интерва­лах перемещения начального звена разные звенья могут быть ведущи­ми.

Силой Р_ПС полезного сопротивления назы­вается сила, элементарная работа которой отрицательна. Это силы, при­ложенные к выходному звену, для преодоления которых, собственно, и создается механизм. Силы вредного сопротивления (трение), можно уменьшить выбо­ром схемы механизма. Силы ПС - внешние по отношению к механизму.

Движущие силы и силы ПС задаются механическими характеристиками, индикаторными диаграммами и графиками.

Силы вредного сопротивления. Этими силами в мех-ме явл-ся силы трения ( F_T). Силы веса звеньев ( G ). Силы инерции. Силы упругости звеньев.

52) Коэффициент неравномерности хода. Статическое уравновешивание механизмов.

Включается двигатель. Машина начинает набирать скорость. Этот режим работы наз. пус­ком или разгоном. На этой стадии движения приращение кинетической энергии больше нуля ( ΔT > 0 ).

Разбег заканчивается тогда, когда начинается периодическое изменение угловой скорости вращения ведущего вала, т. е. скорость изменяется циклически. Приращение кинетической энергии за цикл отсутствует: AT₁ = 0. Выбег характеризуется энергетически тем. что приращение ки­нетической энергии отрицательно: ДТ < 0. Скорость вращения веду­щего вала падает до нуля.

Коэффициент неравномерности определяет качество установившегося движения и задется при проектировании машин на основании данных эксплуатации.

Статическое уравновешивание - при котором уравновешиваются только силы инерции. Главный вектор инерции = 0.

54) При движении звеньев механизма на кинем. пары передаются переменные по значению и направлению динамические давления. Эти давления, передаваясь на стойку мех-ма, а затем на фундамент всей машины могут вызывать вибрации, шум и др. нежелательные явления. Уравновешивая силы инерции и инерционные моменты с помощью подбора и распределения масс маханизма, можно полн-тью или частично уменьшить нежелательные явления. Задача уравнения вращающихся масс заключается в таком подборе масс, который обеспечил бы полное или частичное устранение давлений в неподвижных опорах.

Условие равновесия сил: Р_В + Р_Н + Р_Ф =0, где Р_В –вектор внешних сил; Р_Н - главный вектор инерции; Р_Ф – вектор сил, действ. со сторны основания.

Ур-е моментов сил: М_В + М_Н + М_Ф = 0, где М_В –вектор моментов внешних сил; М_Н - главный вектор моментов сил инерции; М_Ф – вектор моментов сил, действ. со сторны основания.

Условия статического размещения массы звена состоят в соблюдении следующих условий:

55) . Уравновешивание поступательно-движущихся масс кривошипно- ползунного механизма с помощью шестерен с противовесами.

Для полного статического уравновешивания, центр масс переводится в точку 0 – единственно неподвижную точку мех-ма. Масса звена АВ разносится по точкам А и В.

m_В2 = m₂ ^. L_AS2/L_AB m_А2 = m₂ ^. (L_AB - L_AS2)/L_AB

На продолжении звена АВ в т. С устанавливаем противовес с массой m_П2. Он уравновешивает массу в т. В m_{П2 =} (m_{В2 +} m₃)/r₂ . m₃ – масса ползуна.

Разносим массу звена 1 по точкам 0 и А: m_А1 = m₁ ^. L_OS1/ L_A0 и m₀₁ = m₁^. (L_{A0 -} L_OS1)_/ L_A0

Масса противовеса, установленного в т.D:m_{П2 =} (m_{A1 +} m_A2) ^. L_A0/ R_П1

56) Характеристики электродвигателей.

Мех. характеристика асинхроного электродвигателя выражает зависимость движущего момента М_ДС на роторе двигателя от его угловой скорости ω. Начальное значение (при ω=0) соотв. пусковому моменту М_П. Затем момент возрастает до макс. знач. (М_К – критич. опрокидывающий момент), после чего при дальнейшем увеличении скорости движ. момент падает. Участок за критическим моментом называют устойчивой частью механической характерис­тики электродвигателя. При работе на этом участке двигатель авто­матически уменьшает движущий момент при уменьшении внешней наг­рузки. При уменьшении нагрузки на ротор его скорость начинает возрастать, а движущий момент уменьшается. Двигатель как бы подс­траивается под новое значение нагрузки. +см. билет 52!

Характеристики – Мощность N, кВт; Синхронная скорость – ω_С ; Номинальная скорость – ω_Н ; Отношение пускового момента к номинальному

λ_П = М_П / М_Н ; Отношение критич. момента к номин.: λ_К = М_К / М_Н ; Силовой момент ротора: М_Р = D_P²

57) Условие равновесия сил: Р_В + Р_Н + Р_Ф =0, где Р_В –вектор внешних сил; Р_Н - главный вектор инерции; Р_Ф – вектор сил, действ. со сторны основания.

Ур-е моментов сил: М_В + М_Н + М_Ф = 0, где М_В –вектор моментов внешних сил; М_Н - главный вектор моментов сил инерции; М_Ф – вектор моментов сил, действ. со сторны основания.

Динамическое уравновешивание – когда

58) КПД машин, механизмов .Коэффициенты потерь.Потери и трение в механизмах оценивают с помощью КПД, который определяется отношением полезной работы, выполняемой силами технологического сопротивления, ко всей затрачиваемой. n=Aп/Аз;n-КПД; Ап- полезная работа; Аз- затраченная работа. КПД удобно определять через коэффициент потерь. Очевидно что, Аз=Ап+Ат; где Ат-работа сил трения, следовательно n=(Аз-Ат)/Аз=1-Аr/Аз=1- уn;где уn- коэффициент потерь, тоесть отношение работы сил трения к затраченной работе. Для механизмов различных передач (зубчатых, ременных и д.р.),имеющих один ведущий и один ведомый валы, кпд равно n=Мвм*wвм/Мвщ*wвщ=Мвм/Мвщ*u. Если с механизма, находящегося в установившемся движении, снята полезная нагрузка(Апс=0),то такой режим называется «холостым ходом». Очевидно что nх.х. =0, уn=1,т.к. вся энергия, подводимая к механизму при холостом ходе, тратится только лишь на преодоление его собственных потерь. Отсюда следует, что 0<n<1,1>у>0.

59) Кулачковые механизмы. Угол давления. Закон перемещения толкателя. Механизмы служат для открытия и закрытия клапанов, что позволяет наполнять цилиндры двигателя горючей смесью, выпускать отработанные газы и надёжно изолировать камеру сгорания от окружающей среды во время тактов сжатия и рабочего хода. В зависимости от особенностей конструкции, функционального назначения машины и ряда других факторов применяют разные виды кулачков, основными из которых являются: 1)плоские с поступательным перемещением кулачка. 2)цилиндрические 3)дисковые 4)конические 5)гиперболоидные 6)коноидные. Контакт элементов в высшей кинематической паре может обеспечиваться геометрическим замыканием за счет пазов или силовым замыканием пары путём воздействия силы: тяжести, упругости пружин, давления жидкости или воздуха. При силовом замыкании контакта движение толкателя на фазе сближение происходит под действием приложенной силы пружины,а на фазе удаления – под действием профиля кулачка.

Угол давления «» определяет положение нормали высшей кинематической пары относительно вектора скорости и контактной точки ведомого звена. Угол давления «y» это угол образованный между плоскостью направления нормали и вектором абсолютной линейной скорости центра ролика-толкателя. tg=(Sb’ + e)/( +Sb). Sb-перемещение центра ролика. Sb’-аналог скорости центра ролика Sb’=dSb/dq. е – эксцентриситет, Ro-min радиус центрового профиля кулачка. Внутри цикла можно выделить 4 фазы и соответствующих им фазовые углы поворота кулачка: угол удаления ( ),угол дальнего стояния( ),угол сближения( ),угол ближнего стояния( ).При геометрическом замыкании контакта в высшей кинематической паре кулачок является ведущим звеном на обоих фазах движения толкателя.

60)

Дано

Найти и l при условии

Решение:

1) Строим диаграмму

Если вращение кулачка против часовой стрелки то отрезок при удалении толкателя – влево при приближении – вправо.

2) В диаграмме проводим 2 касательных под углом

Пересечение этих касательных определяет центр , вращения кулачка, и радиус . Если выбрать центр в заштрихованной области, то будет выполняться условие

5