kursovoe_proektirovanie (514469), страница 17
Текст из файла (страница 17)
Одномассная динамическая модель механизма — расчетная схема с одним звеном (звеном првведения), координата (и ее производные) которого совпадает с обобшенйой коордвнатой (н ее производными) механизма а любой момент времеви. Приееденныи суммарный моменщ сил МР— момевт пары снл, условно приложенный к звену приведения, элементарная работа которого равна сумме элементарных работ снл в пар свл, дейстаующвх иа звенья механизма в любой момент времеви: (4.1) Приееденный суммарный момент инериии л Р— условный момент инерции звена првведення, кинетическая энергия которого равна сумме кинетической энергии всех звеньев механвзма а любой момевт времеви: (4.2) Приееденная суммарная сила РР— сала, условно приложенная к одной из точек механизма (точке прваедення) и определяемая вз равенства элементарной работы этой свлы сумме элементарных работ снл в пар сил, девстаующих иа звеньях механвзма ь любой момент времеви.
Приееденная суммарная масса механизма гяР— масса, кото1а1 рая условно сосредоточена в одной ыз точек механызма (точке приведения) и кинетическая энергия которой равна сумме квретыческих энергий всех звеньев механизма в любой момент времени.
Мощность силы — величина, равная скалярному произведению силы на скоросп, точка ее прююженвя. Установившееся движение механизма — дввженне механызма, прн хотором его квыетвческая эвергва ыли обобщенная скорость является периодической функцией времени. Цикл устаноммшегося двинсения механизма — период изменения его хвнетической эвергны (или обобщенной скорости механвзма). Коэффициент неравномерности д двнэкения механизма — отношение разности максимального ы минимального значений обобщенной скорости механизма к ее среднему значению за один цикл установившегося движения механвзма. Маховик — вращающийся (массивный) сплошной диск ылы шкив с массввным ободом и спицами, являющийся аккумулятором кинетвческой энергии ы предвазыаченный для умеыыпеныя коэффипиевта неравномерности движения механвзма.
Динамический ана шз механизма — определение движения звеньев механизма под действием заданных свл илн определения значений приложенных свл по заданному двюкению звеньев. Динамический синтез механизма — проектирование кинематической схемы механизма с учетом его динамических свойств. В разделе «Динамика машин н механизмов» изучается движение функциональных частей машины с учетом действующих сыл и инертности механической системы. Силы оценивают механическое воздействие мевщу элемевтамв звеньев при ых движении~ связанным с выполнением рабочего процесса и преобразованием энергии.
Характеристиками инертности являются масса, моменты инерции н центры масс звеньев. Решение задач динамики на стадии проектирования машвны, обеспечення динамических характеристик в заданыых границах при изготовлении н эксплуатации машин основано ва определенных расчетных процедурах. Расчетные динамические могтли могут отражать связы между функциональными частями машины с разной степенью идеализации.
Обоснованный выбор динамической модели ы ее параметров предполагает использование моделей разной сложности в зависимости от заданных требований к динамнческнм характеристикам машины в ее фуыкцнональыых частей. Например, наиболее простые динамические модели используются при допущениях отсутствия податливости звеньев (жесткие звенья), линейности передаточных кинематнческвх функций механизмов, отсутствия динамических эффектов в системе управления двы;кевием машины пры работе па разных режи- мах. Однако простые динамические модели, получившие широкое применение благодаря наглядности и уннверсальностн для механизмов с жесткими звеньями, оказываются непригоднымн для исследования колебаний и деформации звеньев и элементов квнематических пар.
Необходимые уточнения динамических характеристик возможны при использовании более сложных динамических моделей, учитывающих распределение масс в механической системе, характеристики упругих свойств составляющих частей, рассеивание энергии, механические характеристики дянгателя и исполнительных органов. При этом обычно вспользуют принцип последовательного усложнения двнамнческой модели за счет учета дополнительных деформационных степеней свободы инерционных элементов с сосредоточенными нли распределенными параметрами или за счет последовательного или параллельного соединения нескольких простых вередаточных н всполвительных механвзмов, за счет учета механической характеристики двнгателя и т.
д. На рис. 4.1 приведены схемы типовых динамических моделей механизмов: — одиомассная модель механизма с кинематическвмв связями (жесткими звеньямн) (рнс. 4.1, а); — одномассвая модель механвзма с жесткими связями и упругнмв свойстяамн двигателя (учет механической характеристики двигателя) (рис. 4.1, б); — двухмассная модель с учетом упругих свойств передаточного механизма (рис. 4.1, в); — двухмассная модель с учетом упругих свойств передаточного механизма и механической характеристики дангателя (рис.
4.1, г). На рве. 4.1 обозначено: 1~', У~, У'„~ — првведенные моменты яра лягая инерции всего механизма (суммарный), дявгателя и рабочей машины; Мк, М;~, Мч' — приведенные моменты снл суммарный, двигателя, сил сопротивления; Сь Сг — козффициевты жесткости; к, й„йз — козффициеиты сопротивления; а, аь я, — коэффициенты деьшфированвя; фь ф, — угловые скорости звена 1 динамической модели и даш ателя.
Цель главы — дать возможность студенту приобрести навыки двнамвческого анализа в синтеза механизмов машинного агрегата прн заданных (илв выбранных) значениях приложеннъы свл и пар снл, массах и моментах инерцви звенъея, получить знания и умения выбирать существенные свойства лвюкения машинного агрегата и переходить от многозаенвого механизма к его одиомассной динамической модели. ел. анализ исходных данных Исходные данные должны содержать сведевиа о действующих силах, размерах звеньев, их массе, полов;енин центров масс и моментах инерции звеньев.
Инерпиониые параметры звеньев могут быть заданы числовыми значениями вли их вычислают по формулам, свазывающнм зтн параметры с размерами звеньев, которые бьпш определены на стадвв синтеза квнематвческой схемы мехаввзма. Например, масса (кг) ъго звена с постоянным поперечным сечением т,=лъ!ь где т~ — масса едвнвцы длины звена (линейная плотность р„), кг/м; 1; — длина звена, м. Момент инерции (кг. мз) рго звена относнтслъно центра масс, расположенного посредаае длины звена, Хи=а/12, где т, — масса Ъго звена, хг; 1, — длина звена, м.
Зависимость силы от перемещения и скорости звена, к которому сила приложена, называют механической характеристикой или просто характеристикой силы. Характеристики свл задают графиками, таблицами звачеввй вли формулами. Сила — аекторнаа величина, яалягощаяся мерой механического дейставя одного матервальиого тела ва другое.
Позтому сила должна характеризоваться тремя параметрами: величиной (числовым значением и единицей), направлением девсгвия и точкой првложенвя. Часто о величине в ыапраалеыыы силы судят по ее проекцвям ва коордвватыые осы выбрааиой системы коардыыат Аху. Векторное обозвачевые силы используется только в тех случаях, когда существеыыо ее ыаправлевые. Во многих случаях достаточвой характерисппюй является толька звачеыве силы.
Силу, приложеыыую к зяеву, можво переыещать только вдоль лвыыы ее действвя. Моменеом силы относительно некоторой тачки называют провэаедеыве вектора-радвуса точки приложения силы ва вектор силы. Велвчвыа момевта силы равна проюаедеввю силы ыа кратчайшее расстоавые от этой точки до лвввв действия силы. Обозвачевыс и едввыпы: силы — Г; 1Г)=1 Н; момента — М; [М) = 1 Н м. Часто эты обозыачеввя дополняют индексами.
Первым индексом првнвммот помер заев», к которому приложена эта сила влв момевт: Г, — к звеыу 3, М, — к звену 1. Второй выделе служат указаавем о ропы ылв звачевыы этой силы в даыхкеввв мехаввзма: ведущее (давжущее) вли ведомое (солротыалевие) заело: Г, Га ылы М„, М„. Это разделевве проводят по зваку работы действующей силы за время цикла. Для дввжущвх сыл работа за время цыкла — положительная, для свл сопротввленин — отрвцательваа Иногда а иыдексе силы указькяакот помер звена ы обозвачевве точка приложения силы: Г,к, Гы= = — Гзз.
Работа бА силы Г ва элемевтарвом перемешеввы дз определяется выражеввем БА = Гдз соз а = Г, дх+ Е; ду+ Г, дз, где а — угол между векторами свлы Г в элемевтарвого перемещевил дз; ÄÄГ, — проекцвв свлы Г на осв координат Охук. Различают силы выешыве, выутреввые, реакцвы связей в силы выерцяи. Внекнние силы (свлы язаимодействыа свстемы с телами, аыешввмв по отыошеывю к системе) хараккерызуют взавмодейставе мехавызма с окружающей средой.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
