КАТЕГОРИИ:


III Основи на теория на механизмите и машините (ТММ)

ТММ - наука, която изучава структурата, кинематиката и динамиката на механизмите и машините в техния анализ и синтез.

С оглед на краткостта на курса ни, ние ще се спрем само на структурен и кинематичен изучаването на механизмите. Целта на това изследване е да се проучи механизми и структура анализ на движенията на своите дялове на независимо от силите предизвикващи това движение.

В ТММ учи общи механизми: абсолютно не се деформира; няма слаби места в подвижни стави.

Основните разпоредби на TMP са общи механизми за различни цели. Те се използват в първия етап се конструкция, т.е. проектирането на механизма и веригата изчисляване нейните кинематични и динамични параметри. След завършване на този етап от проектирането, което виждате на "скелета" на бъдещата си продукт, въплътена в идеята си. Продължаване работата по реализацията на идеите си под формата на конструктивна документация под формата на реални продукти.

3.1 Структурен анализ на механизми

3.1.1 Основни понятия и определения

Подробности - отделен, неделима част от механизма (част разглобено на части е възможно).

Връзка - частично или няколко части, свързани помежду си втренчено.

Кинетичният двойката (CP) - най-подвижна връзка на двата блока. CP стойност не е значителна, тя описва връзката на два блока в пряк контакт.

Елемент KP - точка, линия или повърхност, на която една единица е в контакт с другата. Ако CP елемент е от типа точка или линия - е най-високата CP, ако повърхността - е най-ниската CP.

По естеството на КП на единици за движение са: ротационен, бутални, винтови движение. По вид на контактните повърхности на СР са: плоска цилиндрична, сферична, и др.

Клас ръководство определя номер или номера на ограничения на движението, наложено свръзка S.

Общо 6 степени на свобода. Означават Н - брой на степените на свобода. може да се запише

Н + S = 6 или п = 6 - S или S = ​​6 - Н

Често е по-лесно да се определи колко много степени на свобода на нивото наляво, отколкото като наложените отношения. Например, колко степени на свобода на вратата или отвори - един. Това е част от КП - на повърхността (без пропуски). Каква е същността на движението - завъртане. Следователно - е най-ниската, на въртене KP 5-ти клас.

Доста често срещани и с по-висока CP, такива контакти на предавките; цилиндър ролки в самолета; цилиндър в цилиндъра; повдигача, и др. Такова съединение е показано на фигура 3.1.

В съединението има два компонента на относителното движение, има две степени на свобода. KP е линия елемент. Ето защо - това е най-високата CP 4-та степен.



Кинематичната верига - единици система, свързани с кинематични двойки.

Механизъм - кинематична верига, в която за даден движение на една или повече единици спрямо фиксирания водещ

Фигура 3.1 ниво (стойка), всички други единици (роби) изпълняват определена движение. Последовател извърши движението, за което механизъм, наречен работна връзка.

При изготвянето на механизми и схеми други кинематични вериги условно изображение, прилагани в съответствие с ГОСТ 2.770-68. В същото време кинематични двойки са определени от главни букви, както и връзки - фигури. Шофиране член е показана със стрелка. Фиксирана единица (стойка) означен podshtrihovkoy за кинематични двойки.

Разграничаване на концепцията за блокова схема и схема на кинематичен механизъм. Кинематичните механизми се различават от структурна схема, която трябва да се извършва стриктно мащаб, и в предварително определена позиция на задвижващия елемент. В действителност, това изискване е много малко хора ги спазват. Вземете паспорта на всеки уред, машина или домакинство. Написано - Кинематичен - но не може да става до каква степен. За да не се наруши ГОСТ 2.770-68, наречен просто - схемата за механизъм.

Механизмите за шарнирен лост на връзките са техните имена:

въртяща връзка - манивела; люлка връзка - бутон; ангажира постъпателно движение - мотовилката; постъпателно движение - плъзгача; връзки, които са призматична чифт с плъзгачи - водачи; плъзгащи се релси - зад кулисите. Ролки, се наричат части на въртящи връзки предаване на въртящия момент. Ос - цилиндрична част, която е покрита с други елементи на блоковете и форми с тях чифт на въртене - панти. Ос не предава въртящ момент.

3.1.2 степен на мобилност механизъм

Степента на мобилността на механизма е броят на степените на свобода на механизма, по отношение на фиксираната единица (багажник).

Степен на равнинна механизъм мобилност (всички части се движат в успоредни равнини), определен от формула PL Chebyshev

W = 3N - 2Т 5 - Р4,

където п - броят на мобилните единици; P 5 - броят на CP клас 5; P 4 - броят на СР 4-та степен.

Фиг. 3.2 Схеми механизми

Фигура 3.2 показва механизми няколко схеми. Напишете имената на единици ще даде характерните кинематични двойки и определяне на степента на мобилност на всеки механизъм.

Схема 1: 1 - отпред; 1 1 - насочване; 2 - манивела; 3 - мотовилката; 4 - плъзгач; A, B, C - нисш въртене употреба клас 5; D - най-ниската постъпателно KP 5-ти клас.

W = 3N - 2Т 5 - Р4 = 3 * 2 - 3 * 1 = 4.

Схема 2: 1 - отпред; 2 - манивела; 3 - шнур; 4 - бутон; A, C, D - по-ниска въртене употреба клас 5; Б - по-ниска постъпателно KP 5-ти клас.

W = 3N - 2Т 5 - Р4 = 3 * 2 - 3 * 1 = 4.

Схема 3: 1 - водач; 2, 4 - слайдове (палците); 3 - лъч; А, Е - нисш транслационно употреба клас 5; С - най-ниската въртене KP клас 5; В, D - висока степен 4 CP.

W = 3N - 2Т 5 - Р4 = 3 * 3 - 2 * 3 - 1 = 2.

Схема 4: 1 - отпред; 1 януари ръководство; 2 - камера; 3 - видео; 4 - плъзгач (тласкач); А, С - нисш въртене употреба клас 5; D - най-ниската транслационно KP клас 5; В - най-високият CP 4-та степен.

W = 3N - 2Т 5 - Р4 = 3 * 3 - 2 * 3 - 1 = 2.

Схема 5: 1 - отпред; 1 януари ръководство; 2 - камера; 3 - плъзгач (тласкач); А - най-ниската въртене KP клас 5; С - най-ниската транслационно KP клас 5; В - най-високият CP 4-та степен.

W = 3N - 2Т 5 - Р4 = 3 * 2 - 2 * 2 - 1 = 1.

Схеми 4 и 5 показват гърбични механизми имат, съответно, 2 и 1 в мобилността, но е очевидно, че тласкачите на тези механизми имат една степен на свобода. Допълнителните степента на механизъм мобилност (Схема 4), причинена от член 3 (ролка), което не се отразява на правото на движение на работна единица (тласкача). Когато анализи на структурните и кинематични механизми такива единици са отстранени от механизма на веригата.

3.1.3 заместване на по-високи кинематични двойки ниски

Ако структурни, кинематични и силови изследователски механизми в някои случаи е препоръчително да се замени с по-високи механизъм парни 4 степен подобни механизми с по-ниски двойки 5-ти клас. Броят на степените на свобода и моментната движението на връзките в еквивалентен механизъм за подмяна трябва да бъде същата като тази на заменя механизма.

На Фигура 3.3 а) показва заместване на механизма за камера, състояща се от връзките 1, 2, 3, зависи chetyrehzvannikom състои от блокове 1, 4, 5 и 6. По-висока кинематичен двойката заменя ниски двойки Е, F. На фигура 3.3, б) гърбичен механизъм 1, 2, 3 се заменя със

Фиг. 3.3 манивела-бутон механизъм 1, 4, 5, 3. висше пара в ниски двойки заменя D, Е.

Смяната алгоритъм висока кинематични двойки на долната следва:

1) през точката на контакт единици извършват при по-висока нормална CP; 2) при нормални разстояния на радиуси на кривина (R1 и R2, Фигура 3.3, а) са определени по-ниска KP; 3) Получаване на CP свързан с вече функциониращ механизъм на първите в долната CS.

3.1.4 структурните синтез и анализ на механизми

Структурните механизми синтез е първоначалната схеми етап рисунка механизъм, отговарящи на посочените условия. Първоначалните типове данни са типично майстор движение и работещ механизъм единици. Ако елементарен механизъм с три или четири връзка не реши проблема с необходимата движението конвертиране механизъм верига, съставена от свързване на няколко елементарни механизми.

Основните принципи на структурен анализ и синтез на механизми с CP 5-та степен и на такива механизми за първи път е предложена от руски учен L. И Асирия в 1914godu и развива идеите на Л. И Асирия акад II Artobolevsky. Според предложените механизми за класификация са комбинирани в часове по първия и по-високи структурни особености. първи клас механизъм се състои от движеща член и разпънка свързан с кинематичен чифт 5-ти клас. Механизми по-високи класове образуват последователност съединяване на първата клас механизъм кинематични вериги, без да променят първоначалната степен на мобилност механизъм, т.е. със степен на свобода равна на нула. Такова кинематична верига нарича структурна група. От структурна група включва само KP 5-ти клас, както и степента на мобилност на групата е равен на нула, можем да запишем

W = 3N - 2Т 5 = 0, където Р5 = 3/2 п.

Следователно, в групата структура може да съдържа само четен брой единици, тъй като P 5 може да бъде само цяло число.

Структурните групи се отличават с класа и ред. Група 2 клас и две втори ред се състои от две части и три KP. Клас група (по-горе втора) определя от броя на вътрешна употреба образува затворена подвижна примка от най-голям брой групи единици.

Процедура група определя от броя на свободните елементи на връзки, които групата е свързана към механизма.

На Фигура 3.4 показва механизма на клас 1, както и структурните групи на второто и третото клас. В резултат на структурната синтеза (присъединяване структурни групи към механизма на клас 1) се получават четири връзка механизъм на втората класа и шестчленен механизъм клас 3 (фиг.3.4).

В структурен анализ, за ​​да се определи степента на подвижност на механизма и разширяването на неговите кинематична верига структурни групи и задвижващи връзки. Това премахва допълнителни степени на свобода (ако има такива) и пасивна връзка (ако има такъв).

Фиг. 3.4

3.2 Кинематичен анализ на механизми

Целта на кинематичен анализ е изследване на механизма на движение на единици, независимо от силите, които действат върху тях. В този случай се приема,: връзките са абсолютно твърди и кинематични двойки са без пропуски.

Решава следните задачи: а) определяне на положението на връзките и изграждането на траектории на отделните точки или единици като цяло; б) намиране на линейната скорост на точки механизъм и ъгловите скорости на връзките; в) определяне на линейно ускорение и ъглови точки механизъм ускорения единици.

Входящи данни са: кинематична схема на механизма; размера на всички дялове; законите за движение на задвижващите звена.

Когато кинематични механизми, използвани аналитичен анализ и графични Графични аналитични методи. Обикновено се счита за пълен цикъл на механизма на движение.

кинематични резултати от анализи позволяват на механизма за регулиране на схемата, ако е необходимо, в допълнение, те са длъжни да отговорят на предизвикателствата на динамиката на механизма.

3.2.1 Определяне на позиции и движението на механизма единици

Разтвор поведение графичен и аналитични методи. Като пример, вземете механизъм слайдер-манивела.

Предвид: дължина манивела г = 150 mm; свързващ прът дължина L = 450 mm; Водеща манивела (ω = конст.)

Позицията на ъгъла на завъртане на коляновия вал е настроен φ. Цикълът на движение на механизма се извършва за един пълен оборот на манивелата - периода цикъл Т = 60 / п = 2π / ω, стр. Когато п - брой на оборотите в минута; ω - ъглова скорост и -1. В този случай, φ = 2π, доволен.

Обръщаме кинематичен схема на механизма в избрания скала (фиг.3.5). Фигура 3.5 приет мащаб 1:10. Изграждане механизъм схема в осем позиции на манивелата (повече позиции на механизма, по-голяма точност на получените резултати). Обърнете внимание на положението на плъзгача (работен пакет). Получените данни нанася точка Б преместване на плъзгача от Ф на ъгъла на коляновия вал (S В = F (φ)). Тази графика се нарича кинематична схема на заместване на точка В.

аналитичен подход

Преместването на плъзгача се брои от дясната позиция (фигура 3.5). Анализ на фигурата, можем да запишем уравнението

S = (R + L) - (R * cosφ + L * cosβ) (3.1)

R * грях φ = L * β грях

Обозначаващ R / L = λ, можем да запишем

β = arcsin (λ * грях φ).

Следователно, за всеки ъгъл φ не е трудно да се определи подходящ ъгъл β, и след това да се реши първото уравнение (3.1). при

Фиг. 3.5 точността на резултатите се определя само от даден точност на изчисленията.

[1] Приблизителната формула за определяне на преместването на плъзгача

S = R * (1 - COS φ + грях 2 φ * λ / 2) (3.2)

3.2.2 Определяне на скорости и ускорения точки и връзки механизъм

Скорост и ускорение единици задвижвани механизъм могат да се определят от плановете кинематични схеми и аналитични. Във всички случаи, тъй като отправна трябва да се знае: схема на механизма при определена позиция на задвижващия елемент, неговата скорост и ускорение.

Разглеждане на прилагането на тези методи на механизъм Пример плъзгача-манивела (фиг.3.5) с φ = 45 и п = около 1200 об / мин, съответно, ω = π * N / 30 = 125.7 и -1.

скорост план (ускорение) на механизма.

До скорост (ускорение) на механизма се нарича фигура образуван от вектора на скоростта (ускорения) свързва точки в предварително определена позиция на механизма.

Планът за изграждане на скорости

известен

Големината на V AB = ω * R = 125,7 * 0,15 = 18,9 м / сек.

Изберете мащаба на строителството, например, 1 m / (C * mm).

Трябва да отбележим някакъв момент като полюс P в строителните темпове на плана (Фигура 3.6).

От полюс отложи вектор ,

Фиг. 3.6 перпендикулярно на АО. Скоростта на вектор точка се намира като графичен разтвор на уравнението Известни посока вектори. вектор Той е разположен върху хоризонталната линия, както и вектора перпендикулярна на VA. От полюс и крайния вектор Ние поведение, свързано пряко и затварящ уравнение вектор. Ние се измери разстоянието Pb и ба и с оглед на мащаба, ние откриваме

В V = 16,6 м / сек, V BA = 13.8 m / сек.

план строителство ускорение (фигура 3.7)

Ускоряването на точка А е равно на защото = 0. , Големината на ускорение п AO = ω 2 * R =

= 125,7 2 * 0,15 = 2370 м / 2.

Тангенциална ускорение трет. AB = ε * г = 0, тъй като епсилон ъгловото ускорение = 0, защото ω = конст.

Фиг. 3.7

Изборът мащаб строителство, например 100 m / (S * 2 mm). Остави на стълба и вектор р Паралелно с AO от А до О. По отношение на вектор ускорение ние са открити по графичен разтвор на уравнението , вектор IA е успоредна от В в А, и неговата стойност е равна на п = V BA BA 2 / л = 13,8 2/423 = 0.45 м / сек 2.

В = 1740 m / и 2; Т IA = 1650 m / и 2.

Метод кинематични схеми (фигура 3.8)

Метод кинематични схеми - графичен метод. Тя включва графичен-ционни първия диференциални премествания генерирани, тогава графиката на скоростта. Кривите на изместване и скорост се заменят с прекъсната линия. Средната скорост на елементарното участъка от пътя може да се изрази

μ S - се изнася.

μ т - времева скала.

В нашия случай,

μ S = 0,01 m / mm;

μ т = 0,000625 и / mm.

мащаб скорост е

μ V = μ S / (μ т * Н V) =

0,01 / (0,000625 * 30) =

= 0.533 m / (C * mm).

мащаб ускорение е

μ а = μ V / (μ т * Н о) =

0,533 / (0,000625 * 30) =

= 28,44 m / (S * 2 mm).

Процедурата за изграждане на класациите на скоростта.

На разстояние Н V (20 ... 40 mm) предхожда от точка O - поле строителство. От полюс проведе прави, успоредни линии начупена линия графика се движи до пресечната точка на Y-ос. На ординатите се прехвърлят в графика в средната скорост на съответните части. Според получените точки на кривата тя се извършва - това е скоростта на хартията.

диаграма ускорение е конструиран по подобен начин, само първоначалната скорост графика диаграма става, заменен с прекъсната линия.

За зададени числени стойности на скорост и ускорение се изчислява строителство мащаб, както е показано по-горе.

Плъзгачът скорост и ускорение може да се определя аналитично чрез последователни производни на приблизителното уравнение (3.2).

(3.3)

(3.4)

Знаейки, скорости и ускорения на връзките на механизма е необходимо за динамичен анализ на механизма, по-специално за определяне на инерционните сили, които могат при високи ускорения (както е в нашия случай) многократно надвишават статично натоварване, например, тегло връзка.

С оглед на краткостта на нашата Разбира се, ние не носим проучването сила на механизмите, но вие сте свободни да го прочете на литературата, по-специално се препоръчва в този раздел.

В теорията на механизмите и машините разглежда геометрията на зацепване, както и въпроси на триене в кинематични двойки. Ние също така да разгледаме тези въпроси, но в раздела "машинни части", във връзка с конкретни случаи и задачи.

литература

1. Pervitsky YD Изчисляване и проектиране на прецизни механизми. - L:. Engineering,

1976 - 456 стр.

2. Zablonsky KI Приложна механика. - Киев: Vishcha училище, 1984. - 280 стр.

3. PV Корольов Теория на механизмите и машините. Записки от лекции. - Иркутск: Издателство

Иркутск държавен технически университет, 2001 г. - 104 стр.

<== предишната лекция | Следващата лекция ==>
| III Основи на теория на механизмите и машините (ТММ)

; Дата на добавяне: 01.06.2014; ; Прегледи: 382; Нарушаването на авторски права? ;


Ние ценим Вашето мнение! Беше ли полезна публикува материал? Да | не



ТЪРСЕНЕ:


Вижте също:



ailback.ru - Edu Doc (2013 - 2017) на година. Не е авторът на материала, и предоставя на студентите възможност за безплатно обучение и употреба! Най-новото допълнение , Ал IP: 66.249.93.154
Page генерирана за: 0.034 сек.