ТММ вопросы. Вопросы. Разработкой общих методов исследования структуры, геометрии, кинематики и динамики типовых механизмов и их систем
 Скачать 2.52 Mb.
|
|
1. Чем занимается дисциплина «Теория механизмов и машин»? Разработкой общих методов исследования структуры, геометрии, кинематики и динамики типовых механизмов и их систем 2. Что такое машина, какие виды машин существуют. Приведите примеры машин, к какому виду они относятся? Машина - техническое устройство, выполняющее преобразование энергии, материалов и информации с целью облегчения физического и умственного труда человека, повышения его качества и производительности. Существуют следующие виды машин: Энергетические машины - преобразующие энергию одного вида в энергию другого вида. Эти машины бывают двух разновидностей: Двигатели, которые преобразуют любой вид энергии в механическую (например, электродвигатели преобразуют электрическую энергию, двигатели внутреннего сгорания преобразуют энергию расширения газов при сгорании в цилиндре). Генераторы, которые преобразуют механическую энергию в энергию другого вида (например, электрогенератор преобразует механическую энергию паровой или гидравлической турбины в электрическую). Рабочие машины - машины использующие механическую энергию для совершения работы по перемещению и преобразованию материалов. Эти машины тоже имеют две разновидности: Транспортные машины, которые используют механическую энергию для изменения положения объекта (его координат). Технологические машины, использующие механическую энергию для преобразования формы, свойств, размеров и состояния объекта. Информационные машины - машины, предназначенные для обработки и преобразования информации. Они подразделяются на: Математические машины, преобразующие входную информацию в математическую модель исследуемого объекта. Контрольно-управляющие машины преобразующие входную информацию (программу) в сигналы управления рабочей или энергетической машиной. Кибернетические машины - машины управляющие рабочими или энергетическими машинами, которые способны изменять программу своих действий в зависимости от состояния окружающей среды (т.е. машины обладающие элементами искусственного интеллекта). 3. Механизм, для чего нужен механизм, виды механизмов, приведите примеры механизмов различных видов (по каждому виду механизма необходимо привести пример)? Механизмом называется система, состоящая из звеньев и кинематических пар, образующих замкнутые или разомкнутые цепи, которая предназначена для передачи и преобразования перемещений входных звеньев и приложенных к ним сил в требуемые перемещения и силы на выходных звеньях. Механизмы классифицируются по следующим признакам:
4. Звено механизма, какие бывают звенья механизма, привести пример схемы любого механизма и показать на схеме звенья. Привести примеры схем 3 рычажных механизмов, назвать на схемах все звенья рычажных механизмов (кривошип, шатун, ползун, кулиса, коромысло)? Звено механизма — одно или несколько жестко соединенных между собой, неподвижно или с помощью упругих связей, твердых тел (деталей), входящих в состав звена. Входные звенья - звенья, которым сообщается заданное движение и соответствующие силовые факторы (силы или моменты); выходные звенья - те, на которых получают требуемое движение и силы. Начальное звено - звено, координата которого принята за обобщенную.    5. Кинематическая пара. Какие бывают кинематические пары (каких классов бывают пары; низшая и высшая кинематическая пара, чем они отличаются), привести примеры кинематических пар (не менее 8). Привести пример любого механизма и показать на схеме кинематические пары (не менее 2 механизмов)? Звено механизма — одно или несколько жестко соединенных между собой, неподвижно или с помощью упругих связей, твердых тел (деталей), входящих в состав звена. Звено состоит из собственно тела (или нескольких тел) — материального элемента звена и участка кинематической пары (или нескольких участков одной или нескольких пар) — геометрического элемента звена. по виду места контакта (места связи) поверхностей звеньев: низшие, в которых контакт звеньев осуществляется по плоскости или поверхности ( пары скольжения ); высшие, в которых контакт звеньев осуществляется по линиям или точкам (пары, допускающие скольжение с перекатыванием). по относительному движению звеньев, образующих пару: вращательные; поступательные; винтовые; плоские; сферические. по способу замыкания (обеспечения контакта звеньев пары): силовое (за счет действия сил веса или силы упругости пружины); геометрическое (за счет конструкции рабочих поверхностей пары). по числу условий связи, накладываемых на относительное движение звеньев ( число условий связи определяет класс кинематической пары ); по числу подвижностей в относительном движении звеньев.   6. Что такое кинематическая цепь, какие бывают кинематические цепи, привести примеры не менее 2 кинематических цепей; что такое кинематическое соединение (примеры)? Кинематическая цепь — это совокупность некоторого количества звеньев, соединенных при помощи кинематических пар последовательно или разветвлено. Кинематическая цепь (КЦ) может быть: 1) Простой или сложной. В простой КЦ каждое из звеньев образует подвижное соединение с двумя звеньями. В сложную КЦ включены сложные звенья, соединяющиеся более чем с двумя другими звеньями. 2) Открытой или замкнутой. В открытой (т.е. незамкнутой) КЦ есть звенья, входящие только в одну кинематическую пару. 3) Плоской или пространственной. В плоской кинематической цепи точки всех звеньев могут перемещаться в параллельных плоскостях. В пространственной кинематической цепи точки описывают либо пространственные кривые, расположенные в различных плоскостях, либо плоские кривые, расположенные в различных непараллельных плоскостях. Относительная подвижность соединяемых звеньев может быть обеспечена введением не кинематической пары, а кинематического соединения, в котором между подвижно сочленяемыми звеньями вводятся промежуточные тела. Примеры кинематического соединения: шариковые и роликовые подшипники, шарико-винтовая передача, роликовые направляющие. Относительная подвижность звеньев, связываемых кинематическим соединением, в зависимости от его вида, совпадает с подвижностью какой-либо из простых кинематических пар. Кинематические соединения относят к соответствующему классу на тех же основаниях, что и кинематические пары.  Кинематическое соединение - кинематическая цепь с числом звеньев более двух, эквивалентная заменяющей кинематической паре, но отличающаяся по своей конструкции.  7. Как определяется степень подвижности механизма для плоских и пространственных механизмов, представить два примера расчёта степени подвижности механизма?   8. Что такое группа Ассура, какие бывают группы, представить пример структурного анализа механизма путём разбиения этого механизма на группы Ассура (не менее 2 примеров)? Структурная группа (группа Ассура) – элементарная кинематическая цепь, число степеней свободы которой относительно её внешних пар равно нулю. W = 3 n – 2 p 1 – p 2 = 0. Так как в группах Ассура p 2 =0, то p 1 = (3/2)n.    9. Кинематический анализ механизмов. Задачи кинематического анализа механизмов? Как связаны между собой угловая скорость и частота вращения звена? Цель кинематического анализа — изучение кинематических характеристик механизма: траекторий движения, скоростей и ускорений характерных точек и звеньев механизма. В ходе анализа решаются следующие исследовательские задачи: - определяются положения механизма в различные моменты времени его установившегося движения; выполняется построение траектории заданной точки механизма; - выполняется кинематический анализ механизма методом планов: выполняется построение планов скоростей и ускорений, вычисляются скорости и ускорения характерных точек механизма (кинематических пар, центров масс звеньев), а также угловых скоростей и ускорений звеньев механизма в различных его положениях; - выполняется кинематический анализ механизма методом диаграмм: составляется функция перемещения выходного звена механизма в зависимости от обобщенной координаты (втабличной и графической формах); методом графического дифференцирования строятся диаграммы аналогов скоростей и аналогов ускорений выходного звена; по значениям аналогов вычисляются значения скоростей и ускорений выходного звена в функции времени; - выполняется сравнительный анализ результатов кинематического анализа методом планов и методом диаграмм. Угловые скорости и частоты вращения связаны соотношениями  (рад е-1) и  (об-мин-1).10. Кинематический анализ рычажных механизмов методом построения планов скоростей и ускорений (что такое план механизма, план скорости, план ускорения)? Что можно определить с помощью построения планов механизма, планов скоростей и ускорений? Кинематический анализ механизмов методом планов — графический способ решения уравнений, описывающих кинематические соотношения между скоростями и ускорениями точек звеньев механизма как твердых тел и выведенных в курсе теоретической механики Метод планов включает в себя планы механизма, скорости и ускорения. План механизма – это графическое изображение в масштабе взаимного расположения звеньев при заданном значении обобщенной координаты. Планы скоростей и ускорений – это соответствующие графические изображения в виде пучка векторов абсолютных скоростей или ускорений точек звеньев и отрезков, соединяющих концы векторов, представляющих относительные скорости и ускорения точек в данном положении механизма. Точку, из которой откладываются вектора, называют полюсом. планов механизма используется для расчета размеров звеньев план скоростей и ускорений используется для приблизительной оценки скоростей и ускорений  11. Последовательность построения плана скорости и плана ускорения для кривошипно-шатунного механизма?   Скорость точки представим в виде: где - скорость точки относительно точки В векторном виде это уравнение будет иметь вид: Выберем (Рис. 59,а)произвольный полюс и направим вектор скорости в сторону изобразив отрезком в масштабе т.е.  Из полюса проведём линию, параллельную движению точки а из точки - линию, перпендикулярную шатуну Точку пересечения обозначим Снимаем с чертежа значение  и вычисляем:   Определим направление (по направлению ). Используя метод подобия, строим вектор и снимаем с плана скоростей его размеры в Тогда:  Вычисляем:  9.3. Построение плана ускорений КПМ(Рис.53,б) Ускорение точки представим в виде:  (31)В векторном виде это уравнение будет:  (32)Выберем (Рис.53,б) произвольный полюс и направим вектор нормального ускорения по направлению центра вращения кривошипа изобразив отрезком в масштабе т.е.  Из точки по направлению откладываем тангенциальное ускорение в виде отрезка  Соединяем точки Получим абсолютное ускорение точки  |