- •1. Структура плоских механизмов
- •1.1 Классификация плоских кинематических пар Классификация по числу условий связей
- •Классификация по характеру касания элементов.
- •1.2. Расчет подвижности плоского механизма
- •1.3. Структурная классификация механизмов Принцип структурного образования механизмов по л.В. Ассуру
- •Группы Ассура и их классификация
- •Классификация механизмов. Формула строения
- •1.4. Замена высших пар в плоских механизмах
- •1.5. Избыточные (повторяющиеся) связи и местные подвижности в механизмах
- •2. Кинематика зубчатых механизмов
- •2.1. Понятие о передаточном отношении
- •2.2. Передаточное отношение простой зубчатой передачи
- •2.3. Кинематика зубчатых механизмов с неподвижными осями колес
- •Механизм с рядовым соединением колес
- •Механизм со ступенчатым соединением колёс
- •2.4. Кинематика механизмов планетарного типа
- •Типовая схема эпициклического механизма
- •Аналитический расчет кинематики
- •Графический расчет кинематики
- •3. Эвольвентное зубчатое зацепление
- •3.1. Основной закон зацепления
- •3.2. Эвольвента окружности, её свойства и уравнение
- •Свойства эвольвенты
- •Уравнение эвольвенты
- •3.3. Элементы зубчатого колеса
- •3.4. Элементы и свойства эвольвентного зацепления
- •Свойства зацепления
- •3.5. Методы изготовления з убчатых колёс
- •3.6. Геометрия реечного производящего исходного контура
- •3.7. Подрез зуба колеса и его предотвращение
- •3.8. Качественные характеристики эвольвентного зацепления Коэффициент перекрытия
- •Удельное скольжение
- •Коэффициент удельного давления
- •3.9. Назначение коэффициентов смещения для нарезания зубчатых колёс
- •3.10. Расчёт геометрических размеров зубчатых колёс
- •Угол зацепления
- •Радиусы начальных окружностей и межосевое расстояние
- •Радиусы окружностей впадин
- •Радиусы окружностей вершин
- •Толщина зуба по делительной окружности
- •4. Кинематика механизмов с низшими кинематическими парами
- •4.1. Задачи исследования; исходные данные; методы исследования Задачи исследования
- •Исходные данные
- •Методы исследования
- •4.2.Аналитический метод
- •4.3. Метод планов положений, скоростей и ускорений Определение функции положения
- •Определение скоростей и ускорений
- •4.4. Метод кинематических диаграмм (метод графического дифференцирования)
- •5. Кинетостатика механизмов
- •5.1. Расчёт сил инерции
- •Поступательное движение звена
- •Вращательное движение звена
- •Плоско-параллельное движение звена
- •5.2. Общие положения силового расчёта Принцип Даламбера
- •Принцип освобождаемости
- •Статическая определимость групп Ассура
- •5.3. Метод планов сил для определения реакций в кинематических парах Силовой расчёт группы Ассура
- •Силовой расчёт кривошипа
- •5.4. Определение уравновешивающей силы способом н.Е. Жуковского
- •6. Динамика машин
- •6.1. Вспомогательные задачи динамики машин Динамическая модель машины
- •Приведённый момент инерции
- •Приведённый момент сил сопротивления
- •6.2. Характеристика режимов движения машин
- •6.3. Уравнения движения машин Уравнение движения в интегральной форме
- •Уравнение в дифференциальной форме
- •6.4. Назначение и приближённое определение момента инерции маховика
- •Библиографический cписок
4. Кинематика механизмов с низшими кинематическими парами
В этом разделе изучаются методы исследования кинематики механизмов с низшими парами (или рычажных механизмов).
4.1. Задачи исследования; исходные данные; методы исследования Задачи исследования
1)Определение положений звеньев механизма и определение траекторий отдельных его точек.
2)Определение линейных скоростей точек механизма и угловых скоростей его звеньев.
3)Определение линейных ускорений точек механизма и угловых ускорений его звеньев.
Исходные данные
Для решения задач кинематики необходимо иметь
1)Кинематическую схему механизма и все кинематические размеры его звеньев.
2)Закон движения входного (ведущего) звена.
Методы исследования
1)Аналитический.
2)Графо-аналитический (метод планов положений,скоростей и ускорений).
3)Метод графического дифференцирования.
4)Экспериментальный.
4.2.Аналитический метод
Метод
заключается в определении математических
выражений, о
писывающих
функциональную связь между входными
и выходными параметрами механизма. Для
этого служат различные приёмы и методы,
такие как метод векторных контуров,
который образуется заменой кинематических
размеров звеньев векторами, с последующим
проецированием этого контура на оси
системы координат и получением на этой
основе соответствующих уравнений,
описывающих кинематику данного механизма.
Этой же цели служит метод разбиения
схемы механизма на прямо- или косоугольные
треугольники, решая которые, получают
необходимые математические выражения.
Для составления некоторого первоначального представления о методе рассмотрим кинематику синусного механизма (рис. 4.1). Механизм состоит из кривошипа 1, вращающегося вокруг неподвижной точки О, конец А которого образует вращательную кинематическую пару с ползуном 2. Ползун движется по вертикальному элементу ведомого звена 3, которое движется вдоль неподвижных гоизонтальных направляющих. На первом этапе определяется зависимость перемещения S ведомого звена от угла α1 поворота ведущего кривошипа 1. Из рис. 4.1 видно, что
.
Дифференцируя по в первый раз, получаем аналог скорости ведомого звена:
,
дифференцируя во второй раз, получаем аналог ускорения ведомого звена
.
З
а м е ч а н и е .
Следует обратить внимание на то, что
зависимость
,
отражающая закон преобразования движения
в механизме, называется функцией
положения
механизма.
Её первая производная по
,
как отмечено выше, называется аналогом
скорости (или
передаточной
функцией скорости),
вторая производная – аналогом
ускорения (или
передаточной
функцией ускорения).
Для получения скорости и ускорения в
функцию положения необходимо ввести
время, для этого вместо
необходимо подставить
и выполнить дифференцирование по времени
.
Попутно обнаруживается и связь между
кинематическими функциями и их аналогами.
4.3. Метод планов положений, скоростей и ускорений Определение функции положения
При
использовании графоаналитического
метода определение функции положения
механизма производится с помощью
разметки механизма. Разметка
механизма
– это ряд последовательных положений
механизма, построенный в зависимости
от положений входного звена, охватывающих
весь цикл его движения (как правило,
один оборот). Каждый механизм в соответствии
с его кинематической схемой имеет свои
особенности в построении разметки.
Разметка строится в некотором масштабе,
начиная от одного из крайних п
оложений,
отмечаемого нулевым номером. Затем
окружность, описываемая концом входного
звена (кривошипа), делится на двенадцать
равных частей, которые обозначаются
номерами в направлении угловой скорости.
После этого строятся положения остальных
звеньев механизма, и строятся траектории
заданных точек.
Для примера на рис. 4.2 приведена разметка кривошипно – ползунного механизма, с помощью которой легко определить путём измерений перемещения точки В ведомого звена, соответствующие углам поворота кривошипа, и представить их в виде графика или таблицы. Это и будет функция положения механизма.
З
а м е ч а н и е о м а с ш т а б е . Масштабом
называется число, показывающее, сколько
единиц физической величины содержится
в одном миллиметре её изображения. В
механике машин в масштабе изображаются
любые физические величины: угол поворота,
время, перемещение, скорость, сила,
работа, мощность и т. д. Масштаб обозначается
буквой
с индексом
обозначения физической величины и
имеет размерность в виде дроби, в
числителе которой указывается размерность
изображаемой физической величины, в
знаменателе – миллиметры. Например:
– масштаб длин читается: ноль целых,
две тысячных метра в одном миллиметре
(изображения);
– масштаб времени, читается: две секунды
в одном миллиметре.
