МИНИСТЕРСТВО СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

ФГБОУ ВПО «ГОСУДАРСТВЕННЫЙ АГРАРНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ СЕВЕРНОГО ЗАУРАЛЬЯ»

Механико-технологический институт

Кафедра: «Лесного хозяйства, деревообработки

и прикладной механики»

Рожкова Т.В.

ТЕОРИЯ МЕХАНИЗМОВ И МАШИН

РАСЧЕТ МАХОВИКА

Учебно-методическое пособие

для студентов очной и заочной форм обучения направлений:

110800 «АГРОИНЖЕНЕРИЯ»,

250400 «ТЕХНОЛОГИЯ ЛЕСОЗАГОТОВИТЕЛЬНЫХ И ДЕРЕВООБРАБАТЫВАЮЩИХ ПРОИЗВОДСТВ»,

профиль 2 - «ТЕХНОЛОГИЯ ДЕРЕВООБРАБОТКИ»

Тюмень–2015

МИНИСТЕРСТВО СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

ФГБОУ ВПО «ГОСУДАРСТВЕННЫЙ АГРАРНЫЙ

УНИВЕРСИТЕТ СЕВЕРНОГО ЗАУРАЛЬЯ»

МЕХАНИКО-ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ

Кафедра: «Лесного хозяйства, деревообработки

и прикладной механики»

Рожкова Т.В.

РАСЧЕТ МАХОВИКА

УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКОЕ ПОСОБИЕ

по теории механизмов и машин

для студентов очной и заочной форм обучения

направлений: 110800 «АГРОИНЖЕНЕРИЯ»,

250400 «ТЕХНОЛОГИЯ ЛЕСОЗАГОТОВИТЕЛЬНЫХ И ДЕРЕВООБРАБАТЫВАЮЩИХ ПРОИЗВОДСТВ»

Тюмень, 2015

УДК 621.01

Автор: к.т.н., доцент Т.В. Рожкова

Теория механизмов и машин. Расчет маховика: Учебно-методическое пособие для студентов очной и заочной форм обучения направлений: 110800 «Агроинженерия», 250400 «Технология лесозаготовительных и деревообрабатывающих производств» – Тюмень: Изд-во «ГАУ Северного Зауралья», 2015.

В учебно-методическом пособии рассмотрен расчет маховика по методу проф. Ф. Виттенбауэра для различных типов механизмов. Целью данного методического пособия является ознакомление студентов с назначением маховика, определением его момента инерции и основных размеров. Данное пособие может быть использовано при выполнении курсовых и лабораторных работ, а также для подготовки к экзамену по курсу ТММ.

Учебно-методическое пособие предназначено для студентов инженерных направлений очной и заочной форм обучения.

Рекомендовано к изданию методической комиссией Механико-технологического института Государственного аграрного университета Северного Зауралья.

Рецензенты: Л.И. Никитина, доцент ТюмГНГУ;

О.В. Волкова, доцент ГАУ Северного Зауралья.

Печатается по решению редакционно-издательского совета Государственного аграрного университета Северного Зауралья.

Заказ Тираж 100

Подписано к печати

Отпечатано печатным цехом ГАУ Северного Зауралья

Введение

Тема «Расчет маховика» является частью раздела «Динамический анализ механизмов» курса теории механизмов и машин (в дальнейшем - ТММ).

Вопросу о неравномерности движения механизмов и машин уделяется очень большое внимание. Студенты, изучающие данный раздел, выполняют по этой теме лабораторные и курсовые работы.

Колебания скоростей ведущего звена вызывают дополнительные динамические нагрузки, понижающие общий КПД машины и надежность ее работы. Кроме того колебания скоростей могут ухудшить технологический процесс, который выполняет механизм. Установка маховика призвана значительно влиять на неравномерность хода ведущего звена машины.

Задачей исследования является определение момента инерции маховика и его размеров различными методами: приближенными способами (профессоров Н.И. Мерцалова и К.Э. Рериха), методами средних мощностей, а также точными методами (профессоров Е.М. Гутьяра и Ф. Виттенбауэра). При рассмотрении этих способов исследование движения всей машины заменяется исследованием движения одного звена (звена приведения), обладающим переменным моментом инерции, под действием приложенных к нему приведенных моментов сил. В качестве звена приведения обычно принимается главный вал машины. В данном учебно-методическом пособии рассмотрен расчет маховика методом проф. Ф. Виттенбаура для различных механизмов (двигателей ДВС, компрессоров, прессов, станков и пр.).

Изучая тему «Расчет маховика» студенты учатся преобразовывать полученные ранее знания и умения при изучении таких разделов ТММ как: «Строение механизмов», «Кинематический анализ и синтез механизмов», «Силовое исследование механизмов». Студенты также знакомятся с этапами проектирования и исследования машин, получают навыки не только выполнения аналитических и графических расчетов, но и составления пояснительных записок и оформления графической части.

Учебное пособие содержит введение, девять разделов, приложения и список рекомендуемой литературы.

В первом разделе приведены задачи динамики установившегося движения машины, рассмотрены приведение сил и масс механизма. Второй раздел посвящён вопросу о неравномерности движения механизмов и машин. В этом разделе рассмотрены режимы движения механизмов и машин, назначение и принцип работы маховика, а также его установка и классификация. В третьем разделе уделено вниманию порядку проведения расчета маховика методом проф. Ф. Виттенбауэра. Четвёртый раздел рассматривает построение схемы механизма и планов скоростей.

Пятый и шестой разделы посвящены расчету маховика для механизмов двигателей внутреннего сгорания (для четырехтактных и двухтактных). Седьмой раздел рассматривает расчет маховика для механизмов прессов. Восьмой раздел проводит расчет маховика для механизмов компрессоров, а девятый для механизмов станков.

В конце учебного пособия приведены приложения, вопросы для самопроверки и список рекомендуемой литературы.

Цель изучения дисциплины ТММ – обеспечить подготовку студентов по основам проектирования машин, включающим знания методов оценки функциональных возможностей типовых механизмов и машин и критериев качества передачи движения.

Задачи:

• научиться проектировать механизмы с низшими и высшими кинематическими парами;

• ознакомится с основными положениями динамического анализа механизмов и машин.

Для успешного освоения дисциплины студенты должны

знать:

• методы расчета кинематических и динамических параметров движения механизмов, алгоритмы многовариантного анализа особенности установившихся и переходных режимов движения;

уметь использовать:

• динамику машин: методы учета податливости звеньев в реальных конструкциях машин, особенности колебаний в машинах и методы виброзащиты и виброизоляции машин и механизмов;

• программное обеспечение автоматизированного расчета параметров характеристик механизмов и проектирование механизмов по заданным обязательным и желательным условиям синтеза и критериям качества передачи движения.

Место дисциплины в структуре основной образовательной программы (ООП)

Дисциплина «Теория механизмов и машин» в соответствии с ФГОС ВПО и учебным планом входит в профессиональный цикл (вариативная часть) подготовки бакалавра по направлению 110800 «Агроинженерия»: профиль 1 «Технические системы в агробизнесе», профиль 2 «Технологическое оборудование для хранения и переработки сельскохозяйственной продукции», профиль 4 «Технический сервис в агропромышленном комплексе», предназначена:

• для очной формы обучения в четвертом и пятом семестре;

• для заочной формы обучения в пятом и шестом семестрах при пятилетнем обучении, в третьем и четвертом семестрах при трехгодичном ускоренном обучении.

Курс «Теория механизмов и машин» является первой общетехнической дисциплиной, вводящей в курс технических дисциплин, таких как «Детали машин. Основы конструирования», «Сельскохозяйственные машины», «Тракторы и автомобили», «Надежность и ремонт машин», «Диагностика и техническое обслуживание машин», Эксплуатационные свойства машинно-тракторных агрегатов» и т.д. Предмет «Теория механизмов и машин» базируется на механико-математической подготовке студентов, обеспечиваемой предшествующими курсами: физики, математики, теоретической механики, сопротивления материалов, инженерной и компьютерной графики.

Процесс изучения дисциплины для направления 110800 «Агроинженерия» направлен на формирование профессиональных компетенций: ПК 3 - Способность решать инженерные задачи с использованием основных законов механики.

Дисциплина «Теория механизмов и машин» в соответствии с ФГОС ВПО и учебным планом входит в профессиональный цикл (вариативная часть) подготовки бакалавра по направлению 250400 «Технология лесозаготовительных и деревообрабатывающих производств», профиль 2 «Технология деревообработки», предназначена:

• для очной формы обучения в третьем и четвертом семестрах,

• для заочной формы обучения во втором и третьем семестрах при ускоренном трехгодичном обучении.

Курс «Теория механизмов и машин» является первой общетехнической дисциплиной, вводящей в курс технических дисциплин, таких как «Детали машин и основы конструирования», «Гидравлика, гидро и пневмопривод», «Проектирование лесозаготовительных и деревообрабатывающих производств», «Оборудование отрасли», «Оборудование лесопильных производств» и т.д. Предмет «Теория механизмов и машин» базируется на механико-математической подготовке студентов, обеспечиваемой предшествующими курсами: физики, математики, теоретической механики, сопротивления материалов, инженерной и компьютерной графики.

Процесс изучения дисциплины для направления 250400 «Технология лесозаготовительных и деревообрабатывающих производств», направлен на формирование следующих компетенций:

Производственно-технологическая деятельность

• ПК 4 – Готовность обосновывать принятие конкретного технического решения при разработке технологических процессов и изделий.

Проектно-конструкторская деятельность

• ПК 11 – Способность применять современные методы исследования структуры древесины и древесных материалов; проводить стандартные и сертификационные испытания изделий и технологических процессов с использованием ЭВМ.