Отдельных механизмов

В применении к механизмам сущность метода может быть сформулирована так: если ко всем внешним действующим на звено механизма силам присоединить силы инерции, то под действием всех этих сил можно звено рассматривать условно находящимся в равновесии. Таким образом, при применении принципа Далам-бера к расчету механизмов, кроме внешних сил, действующих на каждое звено механизма, вводятся в рассмотрение еще силы инерции, величины которых определяются как произведение массы отдельных материальных точек на их ускорения. Направления этих сил противоположны направлениям ускорений рассматриваемых точек. Составляя для полученной системы сил уравнения равновесия и решая их, определяем силы, действующие на звенья механизма и возникающие при его движении. Метод силового расчета механизма с использованием сил инерции и применением уравнений динамического равновесия носит иногда название кинетостатического расчета механизмов, в отличие от статического расчета, при котором не учитываются силы инерции звеньев.

В механике рассматривают движение и равновесие под действием сил отдельных материальных точек и механических систем, представляющих собой совокупность материальных точек, движения которых взаимосвязаны. Механические системы делятся на геометрически неизменяемые и геометрически изменяемые.

В предыдущей главе рассматривались законы движения отдельных материальных точек, причем в случаях поступательного движения эти законы применялись для решения практических задач, связанных с движением всего тела. В этих случаях полагалось, что масса всего тела сосредоточена в его центре тяжести, который движется по тем же законам, что и отдельная материальная точка.

В предыдущей главе рассматривались законы движения отдельных материальных точек, причем в случаях поступательного движения эти законы применялись для решения практических задач, связанных с движением всего тела. При этом полагалось, что масса всего тела сосредоточена в его центре тяжести, который движется по тем же законам, что и отдельная материальная точка.

Каждый такой элемент тела мы сможем рассматривать как материальную точку. Мы сведем, таким образом, задачу о движении твердого тела к задаче о движении большого числа отдельных материальных точек, т. е. к задаче, которую мы уже рассматривали в §§ 26 и 70. Так как мы считаем тело недеформируемым, то в системе материальных точек, которыми мы заменим твердое тело, все расстояния между отдельными материальными точками надо считать неизменными. Этим наша новая система точек будет отличаться от ранее рассматривавшейся, в которой расстояния между отдельными точками системы могли изменяться.

Всякое твердое тело или механическая система состоит из множества отдельных материальных точек. Поэтому кинетическую энергию твердого тела или какой-либо механической системы можно представить как сумму кинетических энергий всех точек, образующих это тело или систему. Обозначив кинетическую энергию тела или системы буквой Е, получим

В применении к механизмам сущность метода может быть сформулирована так: если ко всем внешним действующим на звено механизма силам присоединить силы инерции, то под действием всех этих сил можно звено рассматривать условно находящимся в равновесии. Таким образом, при применении принципа Далам-бера к расчету механизмов, кроме внешних сил, действующих на каждое звено механизма, вводятся в рассмотрение еще силы инерции, величины которых определяются как произведение массы отдельных материальных точек на их ускорения. Направления этих сил противоположны направлениям ускорений рассматриваемых точек. Составляя для полученной системы сил уравнения равновесия и решая их, определяем силы, действующие на звенья механизма и возникающие при его движении. Метод силового расчета механизма с использованием сил инерции и применением уравнений динамического равновесия носит иногда название кинетостатического расчета механизмов, в отличие от статического расчета, при котором не учитываются силы инерции звеньев.

Звено механизма состоит из отдельных материальных точек, ускорения которых в общем случае различны, и для дальнейших наших исследований необходимо знать, к чему приводится в общем случае сумма сил инерции материальных точек, звена.

После замены сил инерции отдельных материальных точек звена результирующей силой инерции Р{,, направленной перпендикулярно АВ, необходимо найти точку ее приложения или расстояние от оси вращения, где приложена эта сила. Точку /С, через которую проходит равнодействующая тангенциальная сила инерции, можно найти из уравнения равенства моментов от элементарных тангенциальных сил инерции и от их равнодействующей

Звено механизма состоит из отдельных материальных точек, ускорения которых в общем случае сддакиого движения различны. Поэтому различны к элементарные -силы инерции dPw = ^тиак, условно приложенные в этих точках. Эта система элементарных сил иверирш материальных точек звена, которое 'Совершает плоско-параллелыюе движение и имеет плоскость симметрии, параллельную плоскости движения, приводится к главному вектору Р„, приложенному в щеятрс тяжести S звена, и к главному моменту Ми пары сил инерции. Главный вектор сил инерции

Применение уравнений (16.10) при исследовании динамики механизмов с переменными массами звеньев крайне затруднительно' вследствие сложности выражения (16.14) для дополнительного члена D-,. Кроме того, при вычислении кинетической энергии Т надо иметь ввиду, что массы звеньев и отдельных материальных частиц зависят в общем случае от времени, обобщенных координат <7« и обобщенных скоростей qi, что усложняет вычисление частных и полных производных. Поэтому для задач теории механизмов и машин более удобным является другой вид уравнений Лагранжа второго рода, который получается на основании принципа затвердевания.

2°. Механическим коэффициентом полезного действия системы механизмов, составленной из нескольких последовательно соединенных механизмов (к. п. д. многоступенчатых передач), называется произведение механических коэффициентов полезного действия отдельных механизмов (одноступенчатых передач), составляющих данную систему.

Изучение механики машин начинается с раздела теории механизмов, так как, только изучив свойства отдельных механизмов или их видов, можно переходить к изучению совокупности механизмов, образующих мр.шину, т. е. к теории машин.

Таким образом, общий механический коэффициент полезного действия последовательно соединенных механизмов равняется произведению механических коэффициентов полезного действия отдельных механизмов, составляющих одну общую систему. Значения работ за полное время установившегося движения машины пропорциональны средним значениям мощностей за тот же период времени; поэтому формулы (14.11) и (14.13) можно написать так:

Работа Лд может быть выражена через работы А'п, А"п, А'п" и через соответствующие коэффициенты полезного действия отдельных механизмов.

Г, Из формулы (14.19) следует, что для определения коэффициентов полезного действия отдельных механизмов необходимо каждый раз определять работу или мощность, затрачиваемые на преодоление всех сил непроизводственных сопротивлений за один полный цикл установившегося движения. Для этого определяют для ряда положений механизма соответствующие силы непроизводственных сопротивлений. Для большинства механизмов — это силы трения. Далее, по известным скоростям движения отдельных звеньев механизма определяются мощности, затрачиваемые на преодоление сил трения. По полученным значениям мощностей определяют среднюю мощность, затрачиваемую в течение одного полного цикла установившегося движения на преодоление сил трения. Тогда, если мощность движущих сил будет известна, коэффициент полезного действия определится по формуле (14.19).

Движение заготовок, энергетический и информационный потоки в большинство МА характеризуются определенными циклами (периодами). Рабочим ц и к-л о м Тр называется время, за которое машина выдает очередное обработанное изделие. Т е х и о л о г и ч е-с к и и ц и к л Tf — время, в течение которого изделие находится в обработке с момента подачи материала в машину до момента выхода из машины готового изделия, т. е. это время на осуществление технологического процесса машиной-автоматом. Кинематическим циклом Тк машины (МА, АЛ) называется время, в течение которого все рабочие органы и звенья займут первоначальные (исходные) положения. Кинематические циклы отдельных механизмов, входящих в МЛ, могут быть равны кинематическому циклу МЛ или кратны ему.

в другую цепь для реализации формулы включения отдельных механизмов (рис. 5.24).

Программа работы машины с последовательностной СУ задается обычно тактограммой. Это схема согласованности работы отдельных механизмов и устройств машины в зависимости от их положения или тактов. На тактограмме весь цикл работы машины разделяется па отдельные такты работы или движения. В отличие от циклограммы на тактограмме не указывается время такта, так как в различных циклах оно может быть разным в зависимости от условий выполнения технологического процесса.

Чертежи должны включать: рабочие чертежи деталей выпускаемых машин; сборочные чертежи узлов и отдельных механизмов (агрегатов); чертежи общих видов машин.

Регулирование имеет целью установить надлежащее взаимодействие частей, согласованность работы отдельных механизмов. Отрегулированные узлы, механизмы и машины подвергаются испытанию в целях проверки качества их работы.

При испытании измеряются число оборотов, развиваемая машиной мощность, расход топлива или другого вида энергии, расход масла, давление в масляной системе, температура охлаждающей воды и масла и т. д.; ведется наблюдение за работой отдельных механизмов машины, причем она прослушивается для выявления шума или стука. Записи всех наблюдений, сделанных во время испытания, вносятся в журнал испытаний, и на основе их делается заключение о качестве выпускаемой машины.