Варианты. Общие методические указания по изучению дисциплины учебная дисциплина Теория механизмов и машин
 Скачать 1.4 Mb.
|
|
Какие из сил остаются постоянными во всех положениях механизма? 1. Силы инерции; 2. Силы упругости пружин; 3. Силы тяжести; 4. Реакции в кинематических парах. 3 Что не входит в задачи кинематического анализа механизмов? 1. Определение положений звеньев и траекторий точек; 2. Определение линейных скоростей и ускорений точек; 3. Определение угловых скоростей и ускорений звеньев; 4. Определение размеров звеньев механизма. 4 Укажите графическое изображение диаграммы ускорения. 1. а; 2. б; 3. в. ОПК-3 13 5 Векторы каких скоростей (ускорений) исходят из полюса плана скоростей (плана ускорений)? 1. Абсолютных скоростей; 2. Относительных скоростей; 3. Касательных ускорений; 4. Относительных ускорений. 6 Какой из методов кинематического анализа дает наибольшую точность? 1. Графический; 2. Аналитический; 3. Графо-аналитический; 4. Экспериментальный. 7 По какой формуле определяется нормальное ускорение? 1. 2 n V a ; 2. 2 n a V r ; 3. 2 n a r ; 4. 2 n a r ОПК-4 8 Укажите формулу для определения момента Ми пары сил инерции: 1. М и =-I s ; 2. М и = -ma s ; 3. М и =-m a s. 9 Укажите движущую силу… 1. Сила тяжести груза, поднимаемого мостовым краном; 2. Сила резания при обработке на токарном станке; 3. Сила трения между поршнем и цилиндром двигателя внутреннего сгорания; 4. Сила, обусловленная давлением газа на поршень двигателя внутреннего сгорания. 10 Угловая скорость кривошипа рычажного механизма постоянна. Угловое ускорение какого звена этого механизма будет равно нулю? 1. Шатуна; 2. Коромысла; 3. Кривошипа; 4. Ползуна. ПК-1 11 Какую степень неравномерности движения имеют двигатели внутреннего сгорания: 1. 1/5-1/30; 2. 1/20-1/50; 3. 1/80-1/100; 4. 1/200-1/300; 5. 1/200 и меньше. 12 Заполните пропуск слов: «На поршень компрессора со стороны сжатого газа действует сила Q, которую называют …….» 1. Движущей силой; 2. Силой трения; 3. Силой полезного сопротивления; 4. Силой вредного сопротивления. 13 Для какого звена необходимо определять ускорение Кориолиса? 1. Звена, совершающего вращательное движение; 2. Звена, совершающего поступательное движение; 3. Звена, совершающего сложное движение; 4. Звена, совершающего плоскопараллельное движение. ПК-4 14 14 Какое положение является крайним ("мертвым") для центрального кривошипно- шатунного механизма? 1. С группы начального звена; 2. С группы Ассура, соединенной с группой начального звена; 3. С группы Ассура, наиболее удаленной от группы начального звена; 4. Порядок расчета не имеет значения. 15 Что такое µ в следующем выражении: ; B v V p b / м с мм 1. Масштабный коэффициент при построении планов скоростей; 2. Величина скорости в миллиметрах чертежа; 3. Величина отрезка p v b в миллиметрах чертежа; 4. Абсолютная величина вектора скорости точки В. 2.3. Наименование модуля 3. Динамический анализ механизмов и машин 2.3.1. Содержание модуля 3 Тема 1. Силовой анализ механизмов. Сила, работа, мощность. Электрический, гидравлический и пневматический привод механизмов. Силы движущие, силы сопротивления и инерционные силы; условия статической определимости механизма и его структурных групп; аналитический и графический методы силового расчета. Кинетостатический анализ механизмов; уравновешивающая сила (момент) и их расчет по методу Жуковского. Задачи и методы динамики машин. Структура машинных агрегатов и этапы их проектирования. Силовые характеристики технологических машин и механические характеристики машин-двигателей. Кинетическая энергия и работа сил, действующих в машинах. Определение массовых сил. Принцип Даламбера. Трение в машинах и механизмах, коэффициент полезного действия. Взаимодействие элементов кинематических пар при относительном движении; природа сил трения; внутреннее и внешнее трение; трение скольжения, качения; жидкостное трение; расчет износа контактных поверхностей кинематических пар; использование внешнего и внутреннего трения для демпфирования динамических систем; самоторможение; учет трения в кинематических парах при силовом расчете механизмов. Механический коэффициент полезного действия (КПД) механизмов. КПД систем механизмов при их параллельном, последовательном и смешанном соединении. Тема 2. Динамическая модель механизма. Приведение сил и масс; динамическая модель механизма. Уравнения движения механизма в энергетической и дифференциальной формах (линейные 15 и нелинейные уравнения); методы решения уравнений движения механизма. Режимы движения механизма; неравномерность движения машинного агрегата при установившемся режиме; динамика приводов; выбор типа привода; назначение маховика; определение необходимого момента инерции маховых масс. Уравнения движения механизмов с несколькими степенями свободы. Особенности динамического исследования манипуляторов. Расчетная динамическая модель машинного агрегата. Приведение сил и масс. Пример составления динамической модели. Уравнения движения машины в форме интеграла энергии и в дифференциальной форме. Анализ уравнения Лагранжа. Режимы движения машин и их динамические признаки. Установившееся движение. Неравномерность хода машины при установившемся движении. Аналитическое решение уравнения движения машины при силах, зависящих от положения, скорости и времени. Графоаналитический метод решения уравнения движения машины при силах, зависящих от положения (метод Виттенбауэра). Пути снижения неравномерности движения. Определение момента инерции маховика методом Виттенбауэра. Решение уравнения движения машины с электроприводом, подбор электродвигателя. Динамика переходных режимов движения машин. Тема 3. Уравновешивание масс и сил инерции звеньев механизмов. Уравновешивание масс звеньев механизма. Динамические нагрузки и причины их появления; колебания фундаментов (опор) и вибрации в звеньях механизмов и машин; статические моменты масс; определение положения общего центра масс механизма; исследование движения общего центра масс механизма. Уравновешивание сил инерции звеньев механизма. Главный вектор и главный момент всех сил инерции звеньев механизма; статическая неуравновешенность (статический дисбаланс); динамическая неуравновешенность (динамический дисбаланс); уравновешивание сил инерции плоских механизмов; устранение колебаний в рычажных и кулачковых механизмах. Уравновешивание вращающихся тел. Статическое; динамическое и полное уравновешивание вращающихся тел на стадиях проектировании, изготовления и эксплуатации; способы гашения колебаний; экспериментальные методы и установки для балансировки вращающихся тел; способы виброизоляции. 2.3.2. Методические указания по изучению. Определение и изучение влияния сил на звенья механизма, кинематические пары и неподвижные опоры и установление способов уменьшения динамических нагрузок, возникающих при движении механизма; изучение режимов движения механизмов под действием заданных сил и установление способов, обеспечивающих заданные режимы движения механизмов. 16 Первая задача носит название силового анализа механизмов, вторую задачу называют динамикой механизмов. Приступая к изучению темы, следует рассмотреть виды (характеристики) сил, которые могут действовать на звенья механизма. Обратите внимание на некоторую условность в разделении сил на силы движущие и силы сопротивления. По окончании изучения тем модуля проверить полученные знания, ответив на, предложенные ниже, контрольные вопросы. 2.3.3.Вопросы для самоконтроля. 1. Перечислите основные задачи динамического исследования механизма. 2. Какими методами выполняется динамический анализ механизма? 3. Как классифицируются силы, действующие на звенья механизма? 4. Перечислите способы задания сил в механизме. 5. Каким образом может быть построена диаграмма работ сил, действующих на звено механизма? 6. Перечислите механические характеристики машины. 7. Как определяются силы инерции и моменты пар сил инерции при поступательном, вращательном и плоскопараллельном движении? 8. В какой последовательности выполняется силовой расчет плоского механизма методом планов сил? 9. Как определяется уравновешивающая сила (или момент) методом рычага Жуковского? 10. Как определяются силы трения в кинематических парах механизма? 11. Изложите сущность методов приведения масс и сил в механизме. 13. Что представляет собой динамическая модель механизма? 14. Перечислите основные формы уравнения движения механизма, дайте их характеристику и укажите методы их решения. 15. Как учитывается трение в кинематических парах при силовом анализе механизма? 16. Что называют КПД механизма? Приведите формулы для определения КПД механизмов при последовательном, параллельном и смешанном энергетических потоках. 17. Перечислите виды колебаний звеньев механизма и дайте их характеристику. 18. Какими параметрами характеризуются свободные колебания звеньев? 19. Какие колебания в технике называют вибрациями? 20. Как определить положение общего центра масс механизма? 21. Что понимают под термином уравновешивание механизма? 22. Что является необходимым условием для уравновешивания главного вектора сил инерции звеньев плоского механизма? 23. Дайте определение понятиям статическая и динамическая неуравновешенность. 24. Какие причины вызывают демпфирование свободных колебаний звеньев? 25. Укажите способы гашения вынужденных колебаний звеньев. 26. Что принимают за меру статической неуравновешенности? 27. Какие способы уравновешивания масс плоских механизмов Вы знаете? 28. При каких условиях возникает явление резонанса? 29. При каком соотношении частот собственных и вынужденных колебаний упругое крепление машины существенно уменьшает силу, передаваемую на фундамент? 30. В каких случаях вибрации используются как технологический фактор нормального функционирования устройств? 17 2.3.4. Задания для самостоятельной работы. Выполнить мероприятия предусмотренные пунктом 2.1.4, применительно к темам модуля 3. Таблица 4. Тестовые задания к модулю 3. № Задание Варианты ответов Реализуе мые компете нции 1 Каким моментом является уравновешивающий момент? 1. Движущим моментом для механизма машины двигателя; 2. Движущим моментом для механизма рабочей машины; 3. Моментом сопротивления для механизма машины двигателя; 4. Моментом сопротивления для механизма рабочей машины. ОПК-2 2 Какие силы являются основными расчетными нагрузками, если сила полезного сопротивления мала, а ускорения звеньев значительны? 1. Силы тяжести; 2. Силы трения; 3. Силы упругости; 4. Силы инерции. 3 Из какого уравнения статики находят тангенциальные составляющие реакций в кинематических парах в группе Ассура с тремя вращательными парами? 1. Уравнение моментов всех сил для звена относительно внутренней кинематической пары; 2. Уравнение моментов всех сил для группы относительно внутренней кинематической пары; 3. Уравнение равновесия одного из звеньев; 4. Уравнение равновесия для всей группы. 4 “Рычаг Н.Е.Жуковского” – это план скоростей механизма, повернутый на… 1. 90°; 2. 60°; 3. 45°; 4. 30°. ОПК-3 5 Использование рычага Н.Е.Жуковского при силовом расчете механизма предусматривает перенесение всех известных сил в одноименные точки повернутого плана скоростей…. 1. С сохранением направления сил; 2. С изменение м направления сил; 3. Без учета направления сил; 4. С поворотом векторов всех сил на угол 90°. 6 Что не требуется для определения уравновешивающего момента по методу "жесткого рычага" Жуковского? 1. Построения плана скоростей механизма; 2. Нагружения "рычага" Жуковского силами, под действием которых механизм находится в состоянии равновесия; 3. Определения реакций в кинематических парах механизма; 4. Составления уравнения равновесия "жесткого рычага". 18 7 На каком принципе или законе основан кинетостатический расчет механизмов? 1. Принцип возможных перемещений; 2. Принцип Даламбера; 3. Закон сохранения механической энергии; 4. Закон о равенстве сил действия и противодействия. ОПК-4 8 На каком принципе или законе основан метод "жесткого рычага" Жуковского? 1. Принцип Даламбера; 2. Закон сохранения механической энергии; 3. Закон о равенстве сил действия и противодействия; 4. Принцип возможных перемещений. 9 К чему приводятся элементарные силы инерции звена, совершающего плоскопараллельное движение? 1. К главному вектору сил инерции; 2. К главному моменту сил инерции; 3. К главному вектору и главному моменту сил инерции; 4. Не выполняется приведение элементарных сил инерции. 10 К чему приводятся элементарные силы инерции звена, совершающего поступательное движение? 1. К главному вектору сил инерции; 2. К главному моменту сил инерции. 3. К главному вектору и главному моменту сил инерции; 4. Не выполняется приведение элементарных сил инерции. ПК-1 11 Почему момент сил инерции кривошипа, совершающего равномерное вращательное движение, равен нулю? 1. Равно нулю угловое ускорение звена; 2. Равен нулю момент инерции массы звена; 3. Равно нулю ускорение центра тяжести звена; 4. Равна нулю сила инерции звена. 12 Что является неизвестным при определении реакции во вращательной паре? 1. Величина и точка приложения; 2. Величина и направление; 3. Направление и точка приложения; 4. Только величина. 13 В какой последовательности выполняется силовой расчет механизма? 1. Начиная с группы начального звена; 2. Начиная со звена, к которому приложена движущая сила или сила полезного сопротивления; 3. Начиная с группы, наиболее удаленной от группы начального звена; 4. Последовательность расчета не имеет значения. ПК-4 14 Что не входит в задачи силового расчета механизмов? 1. Определение сил, действующих на звенья механизма; 2. Определение истинного закона движения начального звена механизма; 3. Определение реакций в кинематических парах; 4. Определение уравновешивающего момента. 19 15 Параметры, определяемые при силовом расчете механизма, - это … 1. Движущие силы и моменты сил; 2. Силы и моменты сил полезного сопротивления; 3. Силы и моменты сил трения; 4. Силы внутреннего взаимодействия звеньев. 2.4. Наименование модуля 4. Синтез механизмов 2.4.1. Содержание модуля 4 Тема 1. Синтез механизмов с низшими парами. Этапы синтеза механизмов; входные и выходные параметры синтеза; основные и дополнительные условия синтеза; целевые функции и ограничения; методы оптимизации в синтезе механизмов с применением ЭВМ. Задачи синтеза; параметры синтеза. Синтез рычажных механизмов: по заданным положениям звеньев, по коэффициенту изменения средней скорости коромысла, по методу приближения функций; синтез направляющих механизмов по воспроизведению заданной траектории; теорема Робертса - Чебышева; условие существования кривошипа. Тема 2. Основы проектирования механизмов с высшими парами. Синтез передаточных механизмов. Основная теорема зацепления плоских профилей, передаточное отношение; скорость скольжения сопряженных профилей; угол давления при передаче движения высшей парой. Синтез сопряженных профилей по методу: преобразования координат, последовательных положений исходного производящего контура и положения нормалей к профилям. Графические методы профилирования. Виды зубчатых механизмов и области их применения, цилиндрическая зубчатая передача с эвольвентным профилем зубьев, линия зацепления, дуга зацепления, коэффициент перекрытия, модуль зубчатых колес, геометрические размеры передачи, передачи со смещением исходного контура, передачи с внутренним зацеплением; передачи с циклоидальным профилем зубьев; конические зубчатые передачи; гипоидные зубчатые передачи; передачи Новикова; винтовые и червячные передачи; передачи с подвижными осями колес, проектирование планетарных передач по условиям: соосности, соседства и сборки с симметрией зон зацепления; бесступенчатые передачи с замкнутым дифференциалом и коробки скоростей; волновые зубчатые передачи; многозвенные зубчатые механизмы. Тема 3. Синтез кулачковых механизмов и механизмов прерывистого действия. 20 Виды кулачковых механизмов и особенности их проектирования; критерии работоспособности кулачкового механизма; выбор допускаемого угла давления; определение основных размеров кулачкового механизма из условий ограничения угла давления и выпуклости кулачка; выбор закона движения выходного звена механизма; проектирование профиля кулачка по закону движения выходного звена; методы проектирования профилей кулачков; расчет координат профиля кулачка на ЭВМ; силовое замыкание высшей пары при ускоренном движении толкателя; синтез пространственных кулачковых механизмов; мальтийские механизмы с внешним и внутренним зацеплением, особенности их проектирования. 2.4.2. Методические указания по изучению. Изучить общие методы синтеза механизмов. Синтез (проектирование) кинематических схем механизмов. Научиться определять постоянные параметры механизмов, удовлетворяющие заданным структурным, кине- матическим и динамическим условиям. Разобрать условие расчета проектируемого механизма, закон движения выходного звена. Ознакомиться с видами простых четырехзвенных механизмов. Освоить методику проектирования шарнирного четырехзвенника по двум и трем положениям шатуна и коромысла, методику проектирования схем шарнирного четырехзвенника, кривошипно-ползунного и кулисного механизмов по коэффи- циенту изменения средней скорости выходного звена. Изучить синтез зубчатых зацеплений. Запомнить понятия: сопряженные профили, линия зацепления (ее теоретические и практические границы), рабочие участки профилей, дуга зацепления, коэффициент перекрытия (плавности) зацепления, явление подрезания зубьев. Изучить синтез зубчатых механизмов, вопросы проектирования планетарных механизмов, метод обращения движения, определение передаточного отношения планетарного редуктора. Разобрать синтез кулачковых механизмов. Ознакомиться с видами плоских и пространственных кулачковых механизмов. По окончании изучения тем модуля проверить полученные знания, ответив на, предложенные ниже, контрольные вопросы. 2.4.3. Вопросы для самоконтроля. 1. Дайте определение понятию синтез механизмов. 2. Перечислите основные и дополнительные условия синтеза. 3. Какие функции называются целевыми? 4. Как выполняется синтез механизмов по методу приближения функций? 5. Как формулируется теорема Робертса – Чебышева? 6. Каково условие существования кривошипа? 7. Сформулируйте и докажите основную теорему зацепления плоских профилей. 8. Как осуществляется синтез эвольвентных профилей по методу последовательных положений исходного производящего контура? Перечислите основные свойства эвольвенты. 9. Укажите основные преимущества и недостатки зубчатых передач Новикова, а также передач с эвольвентным и циклоидальным 21 профилем зубьев. 10. Перечислите основные параметры зубчатого колеса с эвольвентным профилем зубьев. 11. Что такое коэффициент перекрытия зубчатой передачи? Каков его физический смысл и как он определяется? 12. В чем заключаются условия соосности, сборки и соседства, соблюдаемые при проектировании планетарных и дифференциальных передач? 13. Дайте определение понятию мертвый ход и укажите способы его устранения. 14. Как осуществляется выбор допускаемого угла давления при проектировании кулачковых механизмов? 15. Какие методы проектирования профилей кулачков |