Практическое занятие 1 вопрос 1 Назначение и устройство плоского рычажного механизма
 Скачать 1.15 Mb.
|
ПРАКТИЧЕСКОЕ ЗАНЯТИЕ №1 ВОПРОС №1: Назначение и устройство плоского рычажного механизма. Плоские шарнирно рычажные механизмы широко применяются в автомобиле (ДВС), приборы (манометрические) и станкостроение. Плоский рычажный механизм состоит из звеньев, соединенных между собой. ВОПРОС №2: Понятие: механизм, звено , кинематическая пара , элемент кинематической пары , класс кинематической пары, кинематическая цепь (простая , сложная, замкнутая, незамкнутая) С точки зрения структуры механизм – это замкнутая кинематическая цепь, у которой, при заданном движении одного или нескольких звеньев (ведущих) относительно неподвижного звена (стойки), все остальные звенья (ведомые) совершают однозначно определяемые движения Одно или несколько жестко соединенных тел, входящих в состав механизма, называется звеном. Кинематической парой называют соединение двух соприкасающихся звеньев, допускающее их относительное движение (кинематические пары 1-0, 1-2, 2-3, 3-0, 2-4, 4-5, 5-0) Элементы кинематических пар – поверхности, линии, точки звена, по которым оно может соприкасаться с другим звеном. Если элементом пары является точка или линия, то эти пары называют высшими. К низшим па- рам относят такие, у которых элементами являются поверхности. В соответствии с этим по И. И. Артоболевскому все кинематические пары разделяют на 5 классов. Номер класса кинематической пары определяется числом условий связи, которые наложены на движение одного звена пары относительно другого. Отсюда следует, что у пары 1-го класса одно звено не может совершать относительно другого одно какое-либо движение из шести возможных, т. е. имеет 5 степеней подвижности. Пара 2-го класса имеет звено, которое не может совершать два любых из шести движений, но обладает четырьмя степенями подвижности и т. д. Класс кинематической пары определяют следующим образом. Одно из звеньев, входящих в кинематическую пару, представляют неподвижным и связывают с ним систему координат xyz. Ориентируясь по ней, необходимо проследить, какие движения другого звена пары невозможны из шести простейших, которые оно имело бы возможность совершать, не входя в пару. Число этих невозможных движений, равное числу связей, определяет номер класса кинематической пары. Кинематической цепью называется совокупность звеньев, соединенных в кинематические пары. Кинематические цепи подразделяются на простые, сложные, замкнутые, незамкнутые. Простой кинематической цепью называется такая, у которой каждое звено входит не более чем в две кинематические пары Сложной называется такая кинематическая цепь, у которой имеется хотя бы одно звено, входящее более чем в две кинематические пары Замкнутой кинематической цепью называется цепь, каждое звено которой входит, по крайней мере, в две кинематические пары. Незамкнутой кинематической цепью называется цепь, у которой есть звенья, входящие только в одну кинематическую пару ВОПРОС №3: Что понимают под масштабным коэффициентом длины звеньев и как выглядит его формульная запись? Масштабные коэффициенты. Масштабным коэффициентом называется отношение численного значения физической величины к длине отрезка в миллиметрах, изображающего эту величину. Например, если длина звена равна l = 0,05 м, а отрезок, изображающий это звено, AB = 50 мм, то масштабный коэффициент длин μ1 = 0,05/50 = 0,001 м/мм, что соответствует чертежному масштабу 1 : 1; если же АВ = 25 мм, то μ1= 0,05/25 = 0,002 м/мм (1 : 2). / ПРАКТИЧЕСКОЕ ЗАНЯТИЕ №2 ВОПРОС №1: Структурные группы Ассура : диады, триады, методика их образования. Диада содержит два звена и три кинематические пары. Известно пять модификаций диады, которые приведены на рисунке, расположенном ниже: Триада присоединяется к основному механизму тремя свободными элементами A, E, F и является структурной группой третьего порядка. Высшим замкнутым контуром триады является треугольник BDC, который может образовать только три кинематические пары, поэтому это структурная группа 3 класса. ВОПРОС №2: Принцип структурного образования механизмов Ассура и Артоболевского. Механизмы подразделяются на классы. В основу классификации положен принцип структурного образования механизмов, сформулированный в 1914 году русскими учеными Л. В, Ассуром и И. И. Артоболевским. Согласно этому принципу схема любого механизма может быть составлена последовательным присоединением к ведущему звену (или к ведущим звеньям) и стойке кинематических цепей с числом степеней свободы, равным нулю, т. е. W = 0. Такие кинематические цепи называют структурными группами или группами Ассура. Группа Ассура – это кинематическая цепь с нулевой степенью свободы относительно тех звеньев, с которыми входят в кинематические пары свободные элементы ее звеньев, и не распадающуюся на более простые цепи с нулевой степенью свободы. ВОПРОС №3: Формула для вычисления степени подвижности плоского рычажного механизма ПРАКТИЧЕСКОЕ ЗАНЯТИЕ №3 ВОПРОС №1: Для чего проводят кинематический анализ плоских рычажных механизмов? Цель кинематического анализа – изучение движения звеньев механизмов вне зависимости от сил, действующих на эти звенья. Вопрос №2: Что понимают под масштабными коэффициентами скорости µ v (привести формульную запись коэфф-та) ? Под масштабным коэффициентом скорости понимают число, показывающее сколько единиц скорости изображает 1 мм чертежа. V – скорость точки A звена 1, (pa)– отрезок, изображающий на плане скоростей скорость точки A Вопрос №3: Векторные уравнения, связывающие скорости отдельных точек звеньев и их графическое решение методом плана скоростей. Составим векторные уравнения, связывающие скорости точек звень- ев механизма. Звено AB совершает плоское движение, которое можно раз- ложить на поступательное и вращательное вокруг полюса A. Скорость точки B равна V B =V A +V BA , где V A – скорость точки A; V BA – относительная скорость точки B во вращательном движении вокруг полюса A. С другой стороны звено 3 движется поступательно относительно стойки и можно записать V B =V 0 +V BO , где V 0 = 0 – скорость стойки (стойка – неподвижная); V BO – относительная скорость точки B, направленная по линии движения ползуна (звено 3). Таким образом, можно записать V B =V A +V BA =V BO . По аналогии скорость точки D V D =V C +V DC =V DO . 4. 5. ПРАКТИЧЕСКОЕ ЗАНЯТИЕ №4 Вопрос №1 :Векторные уравнения, связывающие ускорения отдельных точек звеньев и их графическое решение. Вопрос № 3 Определение угловых ускорений звеньев механизма? Скорости и ускорения ведомых звеньев механизма могут быть определены методами планов, кинематических диаграмм и аналитическими. Во всех случаях в качестве исходных должны быть известны: схема механизма при определенном положении ведущего звена, его скорость и ускорение. 1. Определение М.Ц.С. звена, его угловой скорости и при криволинейном движении т. В ее скорости. 2. Определение из условий задачи ускорения полюса - т. А; 3. Запись векторного равенства для определения ускорения точки В в виде вариации выражения. ПРАКТИЧЕСКОЕ ЗАНЯТИЕ №5 Вопрос №1 Для чего проводят кинетостатический (силовой) расчет плоского механизма Кинетостатический расчет дает возможность определить реакции в кинематических парах, уравновешивающий момент или уравновешивающую силу на ведущем звене и усилия, действующие на отдельные звенья механизма. Эти усилия необходимы при расчете звеньев на прочность и определении их рациональных конструктивных форм. Собственно кинетостатический расчет сводится к определению величины и точки приложения сил инерции звеньев механизма, давлений в кинематических парах и уравновешивающего момента, приложенного к начальному звену. Проверочный кинетостатический расчет действующей или вновь проектируемой машины необходимо производить для ряда положений начального звена, обычно 12 или 24, с тем чтобы, выяснив закон изменения реакций в кинематических парах, определить наибольшие значения, по которым должен производиться расчет на прочность. Вопрос №2 :Принцип Даламбера и его использование в силовом расчете плоского механизма Принцип Даламбера позволяет сформулировать задачи динамики механических систем как задачи статики. При этом динамическим дифференциальным уравнениям движения придают вид уравнений равновесия. Такой метод называют методом кинетостатики. Принцип Даламбера для материальной точки:«В каждый момент времени движения материальной точки, фактически действующие на нее активные силы, реакции связей и условно приложенная к точке сила инерции образуют уравновешенную систему сил» Вопрос №3: Перечислить нагрузки, действующие на звенья одной из структурных групп Ассура (диады) Вопрос №4 Последовательность силового расчета плоского механизма Устанавливается вполне определенная последовательность силового расчета механизма. Начинается расчет с последней группы в порядке присоединения их к механизму 1-го класса, затем ведется расчет предпоследней группы и т. д. и заканчивается ведущим звеном. Вопрос № 5 Векторное уравнение равновесия плоской системы сил, действующих на диаду и его графическое решение методом плана сил Векторные условия равновесия произвольной системы сил: для равновесия системы сил, приложенных к твердому телу, необходимо и достаточно, чтобы главный вектор системы сил был равен нулю и главный момент системы сил относительно любого центра приведения также был равен нулю. Иначе: для того чтобы 0, необходимы и достаточны условия: , или , Вопрос № 6 Определение значений реакций в шарнирах звеньев с использованием планов сил Для определения реакций в кинематических парах надо предварительно разложить механизм на структурные группы. Каждая структурная группа вычерчивается отдельно в масштабе μ l и к ее звеньям прикладываются соответствующие силы. Силовой расчет механизма начинают с определения давлений в кинематических парах структурной группы, наиболее удаленной от входного звена. Вопрос № 7 Графическое определение уравновешивающей силы на ведущем звене, обеспечивающей его заданный закон движения Ведущее звено образует со стойкой вращательную кинематическую пару и является кривошипом. Все действующие на звено силы можно привести в общем случае к силе и моменту. Со стороны второго звена на него действует реакция R 21 . Необходимо обеспечить заданный закон движения ведущего звена. С этой целью к ведущему звену прикладывают уравновешивающую силу (момент), которая уравновешивала все действующие внешние силы, действующие на ведущее звено и превращала бы тем самым в статически уравновешенную систему. Следовательно, уравновешивающую силу (момент) можно рассматривать как движущую, приводящую механизм в движение в соответствие с требуемым законом.Реакция в шарнире ведущего звена зависит от того, что прикладывать к ведущему звену – уравновешивающую силу или момент. ПРАКТИЧЕСКОЕ ЗАНЯТИЕ №6 Вопрос № 1:Для чего проводят кинетостатический (силовой) расчет плоского механизма? Силовой расчет проводят с целью определения реакций в шарнирах звеньев, а также уравновешивающей силы, которую надо приложить к начальном звену, чтобы механизм совершал полезную работу, обеспечивая заданные силовые параметры. Вопрос №2:Принцип Даламбера и его использование в силовом расчете плоского механизма? Если в каждый момент времени к активным силам , действующим на звенья работающего механизма, и силам реакции связей добавить силы инерции звеньев, то к полученной системе сил, находящейся в равновесии, можно применить уравнения равновесия статики. Используя их можно, например, рассчитать реакции, возникающие в шарнирах кинематических пар. Вопрос № 3:Перечислить нагрузки, действующие на звенья одной из структурных групп ассура (диады)? Активные силы, реакции со стороны звеньев, моменты сил инерции Вопрос № 4:Последовательность силового расчета плоского механизма? Механизм разбивают на группы Ассура и рассматривают равновесие каждой группы, так как добавление сил и моментов сил инерции делает статически определимой систему действующих активных сил и возникающих реакций в этой группе. Составляют уравнение равновесия плоской системы сил для всей группы Ассура или для отдельных её звеньев в виде: ∑ ̅ ∑ ( ̅ ) Решают первое уравнение графически – путем построения плана сил, а второе – аналитически Вопрос №5:Векторное уравнение равновесия плоской системы сил, действующих на диаду и его графическое решение методом плана сил? ∑ ̅ ∑ ( ̅ ) Вопрос № 7: Графическое определение уравновешивающей силы на ведущем звене, обеспечивающей его заданный закон движения? Это сила, приложенная перпендикулярно к звену. |