4) Структурный синтез и анализ рычажных механизмов с низшими кинематическими парами по Ассуру. Первичный механизм и группы Ассура. Класс и порядок механизма.

Мех-мы не имеющ избыточ-х связей и местных подвиж-тей состоят из первич-х мех-ов и структ-х групп Асура. Первич мех-м-мех-м состоящ из двух звеньев одно из кот неподвиж и образ-х одноврем-но КП. Подв-ть первичного мех-ма всегда равна 1. Струк-ой группой Асура или группой 0 подвижности наз-ся КЦ образ-я тока подвиж-ми звеньями, подв-ть кот = 0. Группа Асура делится на классы в зав-ти от числа внут-х КП. На порядки группы делятся по числу поводков.

5) Кинематика механизмов - передаточные функции и кинематические характеристики механизма. Связь кинематических и передаточных функций.

Кинематическими передаточными ф-ми мех-ма наз-тся производные от функции положения по обобщенной координате. Первая производная называется первой передаточной функцией или аналогом скорости (обозначается Vq,wq), вторая - второй передаточной ф-ей или аналогом ускорения (обозначается aq, eq). Кинематическими характеристиками механизма наз-ся производные от ф-и положения по времени. Механизм с одной подвижностью имеет одно заданное входное дв-е и бесчисленное множество выходных ( дв-е любого звена или точки механизма ).Линейные скорости и ускорения

9) Динамика машин и мех-ов. Динамич параметры машины и мех-ма. Прямая и обратная задачи.

Динамика - раздел механики машин и мех-ов, изучающий закон-ти дв-я звеньев механизма под действием приложенных к ним сил. Есть такое определение: В основе динамики лежат три закона, сформ-ые Ньютоном, из кот следует:Из 1 закона: Если равнодействующая всех внеш сил, действующих на мех систему равно нулю, то система находится в состоянии покоя.Из 2 закона: Изменение состояния дв-я мех системы может быть вызвано либо изменением действующих на нее внешних сил, либо изменением ее массы.Из этих же законов следует, что динамическими параметрами механической системы являются:

инерциальные (массы m и моменты инерции I); силовые (силы F_ij и моменты сил M_ij); кинематические (линейные a и угловые  ускорения).

Прямая и обратная задачи динамики машин. П задача динамики - определение закона движения системы при заданном управляющем силовом воздействии.О задача динамики – опред-е требуемого управляющего силового воздействия, обеспечивающего заданный закон дв-я системы.

10) Механическая энергия и мощность. Работа внешних сил. Преобразование механической энергии механизмами.

Работой наз-ся интеграл скалярного произведения вектора силы F на вектор элементарного приращения перемещения точки ее приложения dS Энергией называется способность системы совершать работу или запас работы. Любая работа, совершаемая над системой, увеличивает его энергию. В механических системах различают кинетическую и потенциальную энергии. где m_i - масса i-го звена, V_si - скорость центра масс i-го звена, _si - момент инерции i-го звена относительно его центра масс, _i - угловая скорость i -го звена.

где c_i - крутильная жесткость i -го звена, _i - угловая деформация i -го звена, _i - линейная жесткость i -го звена, s_i - линейная деформация i - го звена. Мощностью называется производная от работы по времени. Средняя мощность - отношение совершенной работы ко времени ее выполнения.

11) Силы, действующие в механизмах и их классификация. Силы в кинематических парах без учета трения. Классификация сил, действующих в механизмах.Силой наз-ся мера мех-го воздействия одного материального тела на другое, характеризующая величину и направлениеэтого воздействия. Все силы, действующие в механизмах, условно подразделяются на: 1)внешние, действующие на исследуемую с-му со стороны внеш-х систем и совершающие работу над системой. Эти силы в свою очередь подразделяются на: *движущие, работа которых положительна (увеличивает энергию системы); *сопротивления, работа которых отрицательна (уменьшает энергию системы). Силы сопротивления делятся на: *силы полезного (технологического) сопротивления - возникающие при выполнении мех системой ее основных функций *силы трения (диссипативные) - возникающие в месте связи в КП и определяемые условиями физико-механического взаимодействия между звеньями (работа всегда отрицательна); 2)внутренние, действующие между звеньями механической системы. Работа этих сил не изменяет энергии системы. В механизмах эти силы называются реакциями в КП. 3)расчетные (теоретические) - силы, которые не существуют в реальности, а только используются в различных расчетах с целью их упрощения: *силы инерции - предложены Д'Аламбером для силового расчета подвижных механических систем. При добавлении этих сил к внешним силам, действующим на систему, устанавливается квазистатическое равновесие системы и ее можно рассчитывать, используя уравнения статики (метод кинетостатики). *приведенные (обобщенные) силы – силы, совершающие работу по обобщенной координате равную работе соответствующей реальной силы на эквивалентном перемещении точки ее приложения

12) Инерционная нагрузка звеньев механизма.

Изучение инерционной нагрузки звеньев механизма ведут в зависимости от характера движения этих звеньевВ общем случае плоского (плоскопараллельного движения (рис. 6.2). все эти элементарные силы инерции могут быть сведены к главному вектору сил инерции , приложенному в центре тяжести S звена и к главному моменту сил инерции , кот со­ответственно выражаются ф-ми:

где т — масса звена, кг; — ускорение центра тяжести, м/с²; — момент инер­ции звена относительно оси, проходя­щей через центр тяжести, кгм²; — угловое ускорение звена, 1/с².Знаки минус в формулах указывают на то, что главный вектор и главный момент сил инерции направлены в сто­роны, против-е напр-ям соо тветствующих ускорений.

13) Задачи, метод и последовательность кинетостатического анализа. Условие статической определимости кинематической цепи.Постановка задачи силового расчета (обратная задача динамики) для ис-го мех-ма при изв-х кинематических характеристиках и внеш-х силах определить уравновешивающую силу или момент (управляющее силовое воздействие) и реакции в кинематических парах мех-ма. Виды силового расчета: статический - для мех-ов находящихся в покое или движ-ся с малыми скоростями, когда инерционные силы пренебрежимо малы, или в случаях, когда неизвестны массы и моменты инерции звеньев мех-ма Уравнения статического равновесия:

где F_i - внешние силы, приложенные к механизму или его звеньям, M_i- внешние моменты сил, приложенные к механизму или его звеньям. кинетостатический - для движущихся механизмов при известных массах и моментах инерции звеньев, когда пренебрежение инерционными силами приводит к существенным погрешностям; Уравнения кинетостатического равновесия: где F_иi-инерционные силы, приложенные к звеньям, M_иi-моменты сил инерции, приложенные к звеньям. Для КП, состоящей из n звеньев с низшими парами, можно записать в виде 3n = 2P₅ , где P₅ – число низших кинематических пар 5 класса .Для КП, имеющей в своем составе низшие и высшие кинематические пары, уравнение статической определимости принимает вид 3n = 2P₅ – P₄ =0, где Р₄ – число высших кинематических пар. . Оба приведенных уравнения статической определимости кинематической цепи совпадают с условиями, которым удовлетворяют группы Ассура. Таким образом, группы Ассура – статически определимые системы.

14)Кинетостатический расчет графоаналитическим методом планов сил.Алгоритм кинетостатического расчета: . 1. произвести структурный анализ механизма, записав формулу его строения; 2 произвести кинематическое исследование механизмов с целью определения ускорений; 3 используя принцип Даламбера, составить схемы нагружения отдельных групп Ассура (по силам внешним и силам инерции);4 силовой расчет начинают с последней,считая по формуле строения механизма группы Ассура; для нее определяют реакции во всех кинематических парах;5последовательно приближаясь к начальному звену, рассмотреть равновесие всех остальных групп Ассура; 7 рассмотреть равновесие начального звена с целью определения уравновешивающей силы или момента

15) Уравновешивающая сила (момент) и ее расчет по Жуковскому Н.Е.

Р_у и М_у можно определить спос-м, предложенным проф. Н.Е. Жуковским, основанным на принципе возможных перемещений: «Если механизм под действием внешних сил нах-ся в равновесии, то построенный для этого механизма план скоростей и принятый как жесткий рычаг, относительно своего полюса, будет также находится в равновесии под действием тех же сил, но повернутых на 90⁰ в любую сторону и приложенных к концам векторов скоростей соответствующих точек механизма»:

М_р=0 Р_уh_y+М_=0= > Р_у =ΣP_ih_i/h_y

Определение Р_у методом Жуковского проводится в следующем порядке: Если задана схема механизма и силы, приложенные к звеньям, то необходимо: 1построить повернутый на 90⁰ план скоростей; 2на этом плане по правилу подобия найти точки задания сил;3в одноименные точки плана перенести параллельно самим себе силы с механизма и уравновешивающую силу; 4при-ая повернутый план скоростей за рычаг с точкой опоры в полюсе Р, записываем уравнение равновесия и определяем величину уравновешивающей силы (или любую неизвестную, входящую в уравнения М_р=0);

5 напр-Р_у определяется после численного подсчета правой части уравнения (3). Если она окажется положительной, то направление выбрано правильно.

План скоростей, повернутый на 90⁰, с приложенными к нему внешними силами, рассматриваемый как жесткий рычаг, вращающийся вокруг полюса называется рычагом Жуковского.