Подготовка к интернет-экзамену по ТММ

Структурный анализ механизмов

Звено – твердое тело (может состоять из одной или нескольких деталей, которые не могут иметь относительного движения)

или

деталь или совокупность деталей, соединенных в одну кинематически неизменяемую систему.

Если мощность приложенных к звену внешних сил положительна, звено называют ведущим, если отрицательна или =0 – ведомым.

ТММ базируется на законах и положениях теоретической механики и решает две основные задачи – анализа и синтеза механизмов.

Задачи анализа – изучение методов исследования существующих механизмов.

Задачи синтеза – создание методов проектирования механизмов, удовлетворяющих высоким требования современной техники.

Структурный анализ механизмов - это определение числа подвижных звеньев, вида кинематических пар, числа степеней свободы.

Формула Сомова-Малышева для пространственного механизма

Формула Чебышева для плоского механизма

Классификация кинематических пар.

Все кинематические пары подразделяются по числу степеней свободы на одно-, двух-, трех-, четырех -, пятиподвижные.

Таблица №1

Число степеней свободы	Число уравнений геометрических связей	Название	Рисунок	Условное изображение
1	2	3	4	5
1	5	Поступательная
1	5	Вращательная
2	4	Цилиндрическая
3	3	Сферическая
4	2	Цилиндр-плоскость
5	1	Шар-плоскость

Синтез механизмов

Синтез кинематической схемы механизма - по выбранной структурной схеме и заданной кинематической характеристике определить размеры звеньев, при которых они совершали бы требуемые движения.

Кинематический синтез рычажных механизмов (плоских механизмов с низшими парами) содержит задачи:

• Синтез по нескольким заданным дискретным положениям звеньев;

• Синтез заданной аналитической функции положения по отдельным заданным кинематическим параметрам (средней скорости, отношению средних скоростей при прямом и обратном ходах и т.п.);

• Синтез по заданной траектории точки звена.

После выбора структурной схемы механизма определяют геометрические размеры звеньев. При этом учитываются в основном кинематические функции, которые должен реализовывать механизм – это этап кинематического синтеза, в рамках которого определяют относительные размеры звеньев, т.е. отношение геометрических размеров звеньев к размеру одного из них.

Этап точностного проектирования – анализ механизма по степени точности воспроизведения заданной функции.

По принципу использования рычажные механизмы делятся на группы:

1. Передаточные механизмы – реализующие заданную функциональную зависимость между положениями входного и выходного звеньев или между их перемещениями;

2. Направляющие механизмы – в которых точка на звене, совершающем сложное движение, перемещается при движении механизма по заданной траектории.

Важной кинематической характеристикой при синтезе механизма является проворачиваемость его звеньев (наличие в нем одного или двух кривошипов), которая зависит от соотношения длин звеньев. Для плоского шарнирного четырехзвенника – правило Грасгофа – самое короткое звено может быть кривошипом, если сумма длин самого короткого и самого длинного звеньев меньше суммы длин остальных звеньев:

.

Во внеосном кривошипно-ползунном механизме звено 1 будет кривошипом, если выполнено условие:

.

В кулисном механизме звено 1 всегда будет кривошипом, звено CD (кулиса) будет кривошипом, если выполнится условие:

Условия синтеза механизма:

• Главные – условия выполнения заданного движения исполнительного звена с заданной точностью (заданному линейному перемещению по траектории, заданному углу размаха выходного звена, заданному закону изменения скорости или ускорения);

• Обязательные

• Желательные

Последние два формулируются в форме неравенств (угол давления не должен превышать допускаемого значения) или назначаются из конструктивных соображений.