Шпаргалка по "Механике"

2.  Критерии  синтеза механизмов и машин  (S_max, θ, σ, γ, условие Грасгофа и др.).

Теорема Грасгофа: Наименьшее звено в четырёхзвенном механизме  будет являться кривошипом, если сумма  его длины и длины любого другого  звена меньше суммы длин оставшихся звеньев. Если длины звеньев равны r, R, l, L, то , ,

 

 

БИЛЕТ №13

1.  Силы, действующие  на звенья машины,  их характеристики.

Силы, возникающие при  работе машинного агрегата, можно  подразделить на 6 групп:

- Движущие силы Р_Д.С. или их моменты М_Д.С.. Работа их за цикл всегда положительна.

- Силы Р_П.С. или моменты М_П.С. технологического или полезного сопротивления. Выполнение машиной технологического процесса связано с преодолением сопротивлений, называемых полезными. Таковы, например, сопротивления при резании дерева в лесопильных машинах, дробления в дробильных машинах, сжатия воздуха или газа в компрессорах, резания в металлорежущих станках и др. Полезные сопротивления – это усилия, для преодоления которых и построен данный механизм или машина.

- Силы тяжести G, определяемые материалом и конструкцией звена. В ряде случаев вес звеньев механизма оказывает значительное влияние на нагрузку кинематических пар. Например, масса подвижной щеки дробилки достигает 2500 кг.

- Силы упругости Р  или момент от сил упругости  звеньев М_Р. Любое звено машины до известной степени деформируемо; потенциальная энергия, определяемая деформацией звена в момент накопления её (зарядки), берёт на себя часть работы движущих сил, и в следующий момент (разрядки) потенциальная энергия превращается в кинетическую, помогая движению отдельных звеньев машины. Деформациям под действием сил подвержены как жесткие звенья машины, так и упругие, например пружины.

- Силы «пассивных»  сопротивлений Т или их моменты  М_Т. Это могут быть силы трения, силы сопротивления воздушной или жидкой среды. Трение в кинематических парах технологических машин является вредным, а в транспортных машинах и в тормозных системах ими пользуются как необходимыми силами.

- Силы инерции Р_И и моменты от сил инерции М_И. Если звено механизма при своём движении имеет ускорение, то всегда возникают силы инерции или моменты от сил инерции, которые в быстроходных машинах достигают значительной величины и требуют учёта.

- Реакции связи.

Внешними силами являются: силы веса, сопротивления о среду.

Внутренними силами являются усилия, возникающие в связях.

2. Методы нарезания  эвольвентных зубчатых колёс,  цели смещения исходного производящего  контура инструмента.

Существует 2 основных метода нарезания зубчатых колёс:

- Метод копирования, при котором режущие кромки инструмента соответствуют форме впадины зубчатого колеса. Модульная фреза, кольцевая, пальцевая, протяжка (этот метод применяется редко, так как имеет ряд недостатков, в частности не технологичен, требует содержание больших складских помещений).

- Более прогрессивным  и технологичным является метод огибания, или метод обкатки. Он заключается в том, что в процессе изготовления режущи инструмент и заготовка получают точно такие же относительные движения, как в процессе зацепления, только режущий инструмент получает дополнительное движение – резание. Процесс идёт непрерывно. Эвольвентный профиль зуба образуется как огибающая ряда последовательных положений режущей кромки инструмента.

При методе огибания одним  и тем же инструментом можно изготовить зубчатые колёса с разным числом зубьев. Можно производить исправления зубчатых колёс, то есть смещать инструмент в процессе изготовления. Инструмент- долбяк, зубчатая рейка (гребёнка), червячная фреза.

Линия станочного зацепления – траектория движения точки контактирования эвольвентных профилей инструмента и нарезаемого колеса.

Цели смещения исходного  контура:

- Устранение подреза  ножки зуба.

- Обеспечение заданного  межосевого расстояния.

- Улучшение качественных  показателей зацепления: повышение  плавности, бесшумности работы механизма, повешение износостойкости профилей зубьев, повышение контактной прочности, повышение изгибной прочности.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

БИЛЕТ №14

1. Силовой расчет механизмов: основные допущения, принципы  и порядок силового расчета.

Метод кинетостатики  основан на принципе Даламбера: Если ко всем силам, действующим на связанную систему тел приложить силу инерции, то такую систему можно условно считать находящейся в равновесии.

Принцип освобождаемости  от связей: Не нарушая состояния покоя или движения системы можно разрывать отдельные связи, заменяя отдельные связи соответствующими реакциями.

Все внешние силы, действующие  на каждое звено, сведём к одной равнодействующей силе P_i, которая определена как вектор и задана по линии её действия, и моменту M_i. Совместное применение начала Даламбера и принципа освобождаемости приводит к уравнениям:

, .

2.  Геометрические  параметры эвольвентного зубчатого  колеса.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

БИЛЕТ №15

1.  Принцип Даламбера,  силы и моменты сил инерции  (пример их определения).

Метод кинетостатики  основан на принципе Даламбера: Если ко всем силам, действующим на связанную систему тел приложить силу инерции, то такую систему можно условно считать находящейся в равновесии.

Принцип освобождаемости  от связей: Не нарушая состояния покоя или движения системы можно разрывать отдельные связи, заменяя отдельные связи соответствующими реакциями.

Все внешние силы, действующие  на каждое звено, сведём к одной равнодействующей силе P_i, которая определена как вектор и задана по линии её действия, и моменту M_i. Совместное применение начала Даламбера и принципа освобождаемости приводит к уравнениям:

, .

2.  Процесс  зацепления пары зубчатых колёс  (АВ, ав, mn, ym, cm).

В тихоходных механизмах, где изменения скоростей незначительно, следовательно, сила инерции тоже незначительна, используют статический метод расчёта, при котором используются обычные уравнения равновесия (уравнения статики).

В быстроходных механизмах могут быть значительные силы инерции, превышающие действующие внешние  нагрузки. Эти силы надо учитывать при использовании метода кинетостатики.

Силы инерции, возникающие  только при движении механизма, носят  название динамических усилий. Они приводят к появлению в кинематических парах дополнительных динамических давлений.

Метод кинетостатики  заключается в составлении уравнения равновесия и включает в себя силы инерции. Эти уравнения называются уравнениями кинетостатики. Механизм условно принимается за неподвижный. Метод кинетостатики основан на принципе Даламбера: Если ко всем силам, действующим на связанную систему тел приложить силу инерции, то такую систему можно условно считать находящейся в равновесии.

Принцип освобождаемости  от связей: Не нарушая состояния покоя или движения системы можно разрывать отдельные связи, заменяя отдельные связи соответствующими реакциями.

3.3. Классификация  сил. Внешние и внутренние силы. Статические и динамические нагрузки.

ОТВЕТ: Силы, возникающие  при работе машинного агрегата, можно  подразделить на 6 групп:

- Движущие силы Р_Д.С. или их моменты М_Д.С.. Работа их за цикл всегда положительна.

- Силы Р_П.С. или моменты М_П.С. технологического или полезного сопротивления. Выполнение машиной технологического процесса связано с преодолением сопротивлений, называемых полезными. Таковы, например, сопротивления при резании дерева в лесопильных машинах, дробления в дробильных машинах, сжатия воздуха или газа в компрессорах, резания в металлорежущих станках и др. Полезные сопротивления – это усилия, для преодоления которых и построен данный механизм или машина.

- Силы тяжести G, определяемые материалом и конструкцией звена. В ряде случаев вес звеньев механизма оказывает значительное влияние на нагрузку кинематических пар. Например, масса подвижной щеки дробилки достигает 2500 кг.

- Силы упругости Р  или момент от сил упругости  звеньев М_Р. Любое звено машины до известной степени деформируемо; потенциальная энергия, определяемая деформацией звена в момент накопления её (зарядки), берёт на себя часть работы движущих сил, и в следующий момент (разрядки) потенциальная энергия превращается в кинетическую, помогая движению отдельных звеньев машины. Деформациям под действием сил подвержены как жесткие звенья машины, так и упругие, например пружины.

- Силы «пассивных»  сопротивлений Т или их моменты  М_Т. Это могут быть силы трения, силы сопротивления воздушной или жидкой среды. Трение в кинематических парах технологических машин является вредным, а в транспортных машинах и в тормозных системах ими пользуются как необходимыми силами.

- Силы инерции Р_И и моменты от сил инерции М_И. Если звено механизма при своём движении имеет ускорение, то всегда возникают силы инерции или моменты от сил инерции, которые в быстроходных машинах достигают значительной величины и требуют учёта.

- Реакции связи.

Внешними силами являются: силы веса, сопротивления о среду.

Внутренними силами являются усилия, возникающие в связях.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

БИЛЕТ №16

1. Динамика механизма:  основные задачи динамики.

Динамический анализ рассматривает 2 задачи:

1. Изучение  действующих  на связи механизма сил.

2. Анализ движения  механизма под действием приложенных сил. Влияние действующих сил на движение механизма (динамика).

Силовой расчёт.

Задачи: - Определение сил, действующих на звенья или на связи механизма.

- Определение уравновешивающей  силы (уравновешивающего момента)  на входном звене.

Цели: - Накопление необходимых данных для последующего проектирования и конструирования механизма.

- Определение форм  звеньев, поперечных сечений.

- Проведение расчёта  на прочность и жёсткость.

- Расчёт на износостойкость,  трение.

- Подбор подшипников.

- Выбор электродвигателя.

Основные допущения: - Скорость входного звена постоянна.

- Механизм идеальный  (звенья неупругие, абсолютно  жёсткие).

- Трения в кинематических  парах нет.

- Все звенья находятся  в одной плоскости.

2. Качественные показатели работы зубчатых передач. Влияние  смещения исходного производящего контура инструмента на качественные показатели работы зубчатого зацепления.

Качественные показатели зубчатого зацепления:

1. Коэффициент перекрытия. Характеризует плавность, бесшумность работы передачи, очерёдность смены пар зубьев. Для обеспечения плавной бесшумной работы механизма необходимо, чтобы каждая последующая пара зубьев входила в зацепление раньше, чем из зацепления выйдет предыдущая пара зубьев. Положительное смещение исходного контура приводит к уменьшению коэффициента перекрытия.

2. Геометрический коэффициент удельного скольжения. Характеризует износостойкость профилей зубьев. Суммарное положительное смещение исходных контуров приводит к уменьшению коэффициентов удельного скольжения, т.е. к повышению износостойкости профилей зубьев.

3. Геометрически коэффициент удельного давления. Характеризует контактную прочность. Суммарное положительное смещение исходных контуров приводит к уменьшению коэффициента удельного давления, то есть приводит к повышению контактной прочности.

4. Коэффициент формы зубы. Характеризует изгибную прочность. Положительное смещение приводит к повышению изгибной прочности.

Цели смещения исходного  контура:

- Устранение подреза  ножки зуба.

- Обеспечение заданного межосевого расстояния.

- Улучшение качественных  показателей зацепления: повышение  плавности, бесшумности работы  механизма, повешение износостойкости  профилей зубьев, повышение контактной  прочности, повышение изгибной  прочности.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

БИЛЕТ №17

1.  Замена механизма  на эквивалентную расчетную схему:  звено приведения, условия динамической  эквивалентности механизма и  звена приведения.

С целью упрощения  динамических расчётов, реальная схема  механизма заменяется динамически-эквивалентной моделью, включающей только одно подвижное звено и стойку, то есть только подвижное звено. Звено приведения – звено, к которому приводятся массы всех подвижных звеньев, силы, действующие на звенья реальных механизмов. Для приведения сил или моментов используется условие динамической эквивалентности: равенство работ или мощностей: , , , , . Приведённый момент (приведённая сила) – условная расчётная величина, которая будучи умноженной на скорость звена приведения, даёт суммарную мощность всех действующих в механизме сил. Приведённая масса (приведённый момент инерции) – это условно расчётная величина, которая, будучи умноженной на половину квадрата скорости, даёт суммарную кинетическую энергию всех подвижных звеньев реального механизма. В качестве условия динамической эквивалентности принимаем равенство кинетических энергий. Кинетическая энергия звена равна суммарной кинетической энергии подвижных звеньев реального механизма. , , , .