4.Основные виды механизмов, внешние характеристики передач.
1. Рычажные– предназначенные для преобразования вращательного движения входного звена в возвратно-поступательное движение выходного звена. Могут передавать большие усилия и мощности.
2. Кулачковые – предназначенные для преобразования вращательного или возвратно-поступательного движения входного звена в возвратно-поступательное или возвратно-вращательное движение выходного звена. Придавая профилям кулачка и толкателя соответствующие очертания всегда можно осуществить любой желательный закон движения толкателя.
3. Зубчатые – образованные с помощью зубчатых колес. Служат для передачи вращения между неподвижными и подвижными осями. Зубчатые передачи с параллельными осями осуществляются при помощи цилиндрических зубчатых колес, с пересекающимися осями – при помощи конических зубчатых колес, а со скрещивающимися осями – при помощи червяка и червячного колеса.
4. Фрикционные – движение от ведущего звена к ведомому передается за счет сил трения, возникающих в результате контакта этих звеньев.
Основные характеристики передач.
1) мощность на ведущем и ведомом валах;
2) вращающие моменты и на тех же валах;
3) угловые скорости ведущего и ведомого валов.
Дополнительными характеристиками являются:
1) механический к.п.д. передачи. 2)Окружная скорость ведущего или ведомого звена, м/с .
3) Передаточное отношение определяется в направлении потока мощности.
5.Структурный анализ кривошипно-ползунного механизма.
Кривошипно-ползунный механизм состоит из четырех звеньев: кривошипа, шатуна, ползуна, станины и четырех кинематических пар: вращательной пары станина - кривошип, вращательной пары кривошип - - шатун, вращательной пары шатун-ползун и поступательной пары ползун - станина.
Степень подвижности - число независимых параметров, однозначно определяющих положение всех звеньев относительно какой-либо системы координат.
(формула Чебышева)
P4-число кинематических пар 4-го класса.
n-число подвижных звеньев механизма.
6.7.Определение скоростей и ускорений кривршипно-ползунного механизма методом планов.
Определению подлежат линейные скорости и ускорения отдельных точек и угловые скорости и ускорения звеньев. При этом предварительно составляются векторные уравнения для скоростей и ускорений точек звеньев, совершающих сложное движение, например:
звено совершает
плоскопараллельное движение, состоящее
из переносного, т.е. поступательного со
скоростью полюса и относительного
вращательного вокруг полюса (рис.15).
Принимая за полюс т. A, получим:
VB=VA+VBA; где VBA=w·lAB;
aB=aA+aBA; где aBA=anBA+atBA при
anBA=w2·lAB; atBA=e·lAB. Здесь V, a, w, e - линейные скорости и ускорения соответствующих характерных точек, а также угловые скорость и ускорение звена (индексы соответствуют характеру ускорений и обозначениям точек).
8. Силы, действующие на механизмы, принцип Даламбера.
Различают две группы внешних сил.
Движущие силы Рдв или моменты движущих сил Мдв, которые:
- совершают положительную работу;
- направлены в сторону скорости точки приложения силы или под острым углом к ней;
- задаются посредством механической характеристики двигателя.
Силы сопротивления РС и их моменты МС, которые:
- совершают отрицательную работу;
- направлены противоположно скорости.
В свою очередь силы сопротивления делятся на силы:
- полезного сопротивления Рп.с и моменты Мп.с (силы тяжести при подъеме груза);
- вредного сопротивления: трение в кинематических парах, сопротивление среды, внутреннее сопротивление (например, силы упругости звеньев).
Кроме этого существуют:
- силы веса (тяжести) , где – масса звена в кг; м/с2 – ускорение свободного падения. - силы инерции ;
- моменты сил инерции , где m, JS – масса и массовый момент инерции звена; и – линейное и угловое ускорения;
- силы реакций в кинематических парах , возникающие в опорах звеньев и являющиеся внутренними силами для механизма в целом и внешними для каждого отдельного звена.
Запишем для каждой точки системы принцип Даламбера:
Умножим скалярно обе части этих выражений на виртуальные перемещения точек системы, а затем сложим между собой правые и левые части полученных выражений, в результате получим математическую запись принципа Даламбера-Лагранжа:
