№5. Теорія механізмів і машин
План.
1. Вступ
2. Машини
3. Ланки
4. Ланцюг
5. Структурний аналіз механізмів
1. Конспект лекції.
Теорія механізмів і машин є наука про методи дослідження і проектування механізмів і машин . В задачі, розглядає мою цією наукою, входять питання кінематики, динаміки і структури (будівлі) механізмів і машин.
Механізмом називається сукупність (сис) зв’язаних між собою матеріальних тіл (ланок)
Машини можуть бути розділені на :
1).Машини – двигуни
2).Робочі машини .
Машиною – двигуном називається механізм, призначений для одержання механічної енергії шляхом перетворення іншого виду енергії.
Робочою машиною називається механізм який використовує механічну енергію ззовні і призначений для конкретної роботи.
Машинний агрегат є сукупність машини – двигуна, робочої машини і передавального механізму.
Передавальний механізм.
Передавальний механізм є механізм, призначений для передачі енергії
Від машини – двигуна до робочої машини.
Розглянемо елементи структури механізму на конкретному прикладі 4-х ланкового механізму, називаного кривошипно-шатунним механізмом.
Мал. 1
Механізм служить для перетворення безупинного обертання двигуна ланки 1
у зворотно – поступальний рух ланки 3 і навпаки.
Ланка 1 , що обертається на повний оборот називається Кривошипом. Ланка 2 здійснюючи складний рух (загальний випадок плоско паралельного руху ) називається
– шатуном . Ланка 3 ( що рухаються поступально ) – Повзуном.
Ланка 4 стосовно якої розглядається рух всіх інших ланок механізму є нерухомую, називається ланка-стійка.
На прикладі даної схеми видно, що механізм із погляду структури є замкнутим кінематичним ланцюгом ланок 1-2-3-4.
Сукупність двох дотичних ланок кінематичного ланцюга називається
кінематичною парою.
Ланки, що входять у кінематичну пару, мають взаємно відносний рух, характер якого залежить від геометрії дотичних елементів ланок.
Розрізняють Нижчі і Вищі кінематичні пари .
У нижчій парі елементи пари стикаються по поверхні, а у вищої – по лінії або в точці.
|
|
|
|
|
|
|
|
|
На малюнку а) показані обертальні пари, що допускають тільки відносне обертання ланок 1,2 або 2,1 .
На малюнку б) поступальної пари з відносним прямолінійним рухом ланок 1,2 або
На малюнку в) вищої пари, де мається можливість двох відносних рухів ланок 1 і 2.
У розглянутому кривошипно-шатунному механізмі мається 3 .
Тверде тіло, що входить до складу механізму, називається Ланкою.
Нерухома ланка називається Стійкою.
Ланка, якій повідомляється рух, називається вхідною ланкою. Ланку, що роблять рух для виконання якого призначений механізм, називається Вихідною ланкою.
Інші ланки – проміжні. Постійне зіткнення ланок у кінематичній парі накладає обмеження на їхній відносний рух.
Число ступенів волі рухливості однієї ланки, що утворять кінематичну пару, щодо іншої ланки можна визначити по формулі:
Н = 6 – S. ( 1) .
Де S – число інших геометричних зв’язків.
Клас кінематичної пари.
З формули ( 1) видно, що при S = 0 ; Н = 6. так як, відбувається розмикання кінематичної пари , а при S =6 ; Н = 0; ланки утрачають відносну рухливість. Отже, число рівнянь зв’язків, може бути від 1 до 5.
Кінематичні пари поділяють на п’ять класів, що визначаються числом уд-й зв’язків
Ступінь рухливості знаходять по формулі П. Л.Чебишева :
W =3n -2p5 – p4.
Де n – число рухливих ланок :Р5-чісло кінематичних пар 5-го класу. Р4- 4-го класу.
Класифікація механізмів:
Усі механізми розділяються на дві групи : механізми з вищими кінематичними парами і механізми з нижчими кінематичними парами. До найбільш розповсюджених механізмів з вищими кінематичними парами відносяться зубчаті, кулачкові, фрикційні мальтійські механізми, а також механізми з гнучкими зв’язками.
Механізми ланки яких з’єднані за допомогою нижчих пар, називаються Стержневі .
Групи Ассура, щоб одержати новий механізм, що має одну ступінь рухливості, необхідно до вихідного механізму приєднати такий кінематичний ланцюг, число умов зв’язку дорівнює числу ступенів волі. Такі кінематичні ланцюги називаються Групами Ассура.
Отже Група Ассура – кінематичний ланцюг, що не володіє ступенями волі після приєднання до стійки і не розпадається на більш прості подібні ланцюги.
 |
|
1). 2).
Отже в цьому елементарному механізмі, віднесеним по Ассуру до механізмів 1 класу 1 порядку з погляду структури n = 1 і Рn = 1.
Структурна група є незамкнутий кінематичний ланцюг, замкнувши яку стійкою, одержимо нерухоме з’єднання, чи механізм із нульовою рухливістю
W =0.
Структурний аналіз кривошипно – шатунного механізму показує, що він складається з одного первинного ( вхідного ) механізму й однієї двохповідкової групи.
Такі механізми по класифікації Ассура відносяться до механізмів 1 класу 2 порядку. Механізми з трьохповідковими групами вимагають спеціальних методів кінематичного дослідження.
2. Рекомендована література:
Прикладная механика: Учебное пособие / А. Т.Скойбеда, А. А.Миклашевич, Е. Н.Левковский и др.; Под общ. ред. А. Т.Скойбеды. – Мн.: Высш. Шк., 1997 – 522с. Иосилевич Г. Б., Лебедев П. А., Стреляев В. С. Прикладная механика. – М.: Машиностроение, 1985 – 576с. С. А. Чернавський та ін. Курсове проектування деталей машин. – Машинобудування, 1987. – 146-152 с. Прикладная механика. К. И.Заблонский, М. С.Беляев, И. Я.Телис и др. – Киев: Вища школа, 1984 – 280с. В. Т. Павлище, Є. В. Харченко та ін. Прикладна механіка. – Львів: Інтелект-захід, 2004 –
366 с.
Ви прочитали: "Теорія механізмів машин."Читати далі