Основные понятия теории механизмов и машин

Содержание

Слайд 2

ТММ ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ ТММ Теория механизмов и машин (ТММ) – наука,

ТММ

ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ ТММ

Теория механизмов и машин (ТММ) – наука, изучающая общие

методы структурного, кинематического и динамического анализа и синтеза различных механизмов.
Машина – устройство, выполняющее механические движения для преобразования энергии, материалов и информации с целью облегчения или замены физического и умственного труда человека.
Под материалами понимаются обрабатываемые предметы, перемещаемые грузы и т.д. В зависимости от вида преобразования машины подразделяются на (рисунок 1).
Машина, в которой все преобразования энергии, материалов и информации выполняются без непосредственного участия человека, называется машиной-автоматом.
Механизм – система твердых тел, предназначенных для преобразования движения одного или нескольких твердых тел в требуемые движения других твердых тел.

Лекция 1

Слайд 3

ТММ ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ ТММ Лекция 1

ТММ

ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ ТММ

Лекция 1

Слайд 4

ТММ ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ ТММ Твердое тело, входящее в состав механизма, называется

ТММ

ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ ТММ

Твердое тело, входящее в состав механизма, называется звеном механизма.

Под твердыми телами в теории механизмов и машин понимают как абсолютно твердые, так и деформируемые и гибкие тела.
В каждом механизме имеется неподвижное звено или звено, принимаемое за неподвижное, которое называется стойкой.
Из подвижных звеньев выделяют входные и выходные звенья. Входным звеном называется звено, которому сообщается движение, преобразуемое механизмом в требуемые движения других звеньев. Выходным звеном называется звено, совершающее движение, для выполнения которого предназначен механизм. Остальные звенья называются соединительными или промежуточными.

Лекция 1

Слайд 5

ТММ Подвижное соединение двух соприкасающихся звеньев называется кинематической парой. Совокупность поверхностей,

ТММ

Подвижное соединение двух соприкасающихся звеньев называется кинематической парой.
Совокупность поверхностей, линий

и отдельных точек звена, по которым оно может соприкасаться с другим звеном, называется элементом кинематической пары.
Если соприкосновение звеньев происходит по поверхности, пара называется низшей, при соприкосновении по линии или в точке – высшей.
Для свободного тела в пространстве число степеней свободы
(рисунок 2). Для звеньев, входящих в кинематическую пару, число степеней свободы в их относительном движении всегда меньше 6, так как накладываются ограничения на их движения или условия связи .

Структурный анализ механизмов

Лекция 1

Кинематические пары и их классификация

Слайд 6

ТММ Кинематические пары и их классификация Лекция 1 Примеры кинематических пар

ТММ

Кинематические пары и их классификация

Лекция 1

Примеры кинематических пар

Рисунок 2

Рисунок 3

Рисунок

4

Рисунок 5

КП шар-плоскость

КП цилиндр-плоскость

Вращательная КП

Слайд 7

ТММ S и H связаны соотношением: H=6-S. По числу наложенных условий

ТММ

S и H связаны соотношением: H=6-S.
По числу наложенных условий связи (ограничений)

на относительные движения звеньев кинематические пары по предложению академика И.И. Артоболевского делят на классы.
При S=6 кинематическая пара становится жестким соединением (звеном), а при S=0 кинематической пары не существует, а два звена движутся независимо друг от друга в пространстве, то S=1,2,3,4,5. Поэтому все кинематические пары разделены на пять классов:
Для структурного анализа используют структурную схему или кинематическую схему механизма. Для этого механизм изображают с помощью условных обозначений звеньев и кинематических пар по ГОСТ 2.770-68. Например, вращательная и поступательная пары имеет условные обозначения (рисунок 6):

Рисунок 6 – Обозначение вращательной и поступательной кинематической пар

Кинематические пары и их классификация

Лекция 1

Слайд 8

ТММ Кинематической цепью называется система звеньев, образующих между собой кинематические пары.

ТММ

Кинематической цепью называется система звеньев, образующих между собой кинематические пары. Все

кинематические цепи подразделяются на плоские и пространственные. В плоской кинематической цепи при закреплении одного из звеньев все другие совершают плоское движение, параллельное одной и той же неподвижной плоскости. Кинематические цепи подразделяются также на простые и сложные, замкнутые и незамкнутые (рисунок 7).
Кинематические пары обозначаются прописными буквами латинского алфавита, а звенья имеют порядковые номера.
Механизм – кинематическая цепь, в состав которой входит стойка.

Рисунок 7 – Кинематические цепи:
а) простая незамкнутая; б) – сложная незамкнутая; в) простая замкнутая; г) – сложная замкнутая.

Кинематические цепи

Лекция 1

Слайд 9

ТММ Механизмы классифицируются по различным признакам, и в первую очередь их

ТММ

Механизмы классифицируются по различным признакам, и в первую очередь их

делят на механизмы с низшими и высшими парами. Те и другие могут быть плоскими и пространственными. Наиболее распространенные механизмы с низшими парами – рычажные и винтовые; с высшими парами кулачковые, зубчатые, фрикционные, крестовидные.

Рисунок 8 – Рычажные механизмы:
а) кривошипно-коромысловый:
б) кривошипно-ползунный:
в) кулисный.

Основные виды механизмов

Лекция 1

0 – стойка;
1- кривошип;
2- шатун;
3- коромысло.

2 – ползун;
3 – кулиса.

0 – стойка или направляющая ползуна 3.

Рычажные механизмы

Слайд 10

ТММ Вращающееся звено 1, совершающее полный оборот вокруг неподвижной оси, называется

ТММ

Вращающееся звено 1, совершающее полный оборот вокруг неподвижной оси, называется кривошипом,

а звено 3, совершающее качательное движение – коромыслом. Звено 2, совершающее сложное движение, называется шатуном. Звено, совершающее поступательное движение, называется ползуном – 2,3 (рисунок 8б,в).
В зависимости от наличия или отсутствия кривошипа шарнирный четырехзвенник может быть трех видов:
1) кривошипно-коромысловый;
2) двухкривошипный;
3) двухкоромысловый.

Рычажные механизмы

Лекция 1

Слайд 11

ТММ Условие существования кривошипа в шарнирном четырехзвеннике: 1) кривошип наименьшее звено;

ТММ

Условие существования кривошипа в шарнирном четырехзвеннике:
1) кривошип наименьшее звено;
2) сумма

длин звеньев наименьшего и наибольшего должна быть меньше суммы двух других звеньев.
Если наименьшим из звеньев является стойка и выполняется условие 2) – механизм будет двухкривошипным.
Заменяя в шарнирном четырехзвеннике вращательные пары на поступательные, получим механизмы кривошипно-ползунный (рисунок 8б) и кулисный (рисунок 8в).

Рычажные механизмы

Лекция 1

Слайд 12

ТММ Рисунок 9 – Кулачковые механизмы с силовым замыканием высшей кинематической

ТММ

Рисунок 9 – Кулачковые механизмы с силовым замыканием высшей кинематической пары:

а) с толкателем; б) с коромыслом.

Кулачком называется звено, которому принадлежит элемент высшей пары, выполненный в виде поверхности переменной кривизны. Механизм, в состав которого входит кулачок, называется кулачковым механизмом.

Кулачковые механизмы

Лекция 1

Слайд 13

ТММ По ГОСТ 16530-70 зубчатое звено определяется как звено, имеющее выступы

ТММ

По ГОСТ 16530-70 зубчатое звено определяется как звено, имеющее выступы (зубья)

для передачи движения посредством взаимодействия с выступами другого звена (тоже зубчатого). Вращающееся зубчатое звено называется зубчатым колесом.

Зубчатые механизмы

Лекция 1

Слайд 14

ТММ Обобщенными координатами механизма называют независимые между собой координаты, определяющие положения

ТММ

Обобщенными координатами механизма называют независимые между собой координаты, определяющие положения всех

звеньев механизма относительно стойки. Число обобщенных координат механизма равно числу степеней свободы механизма .
Число степеней свободы пространственных механизмов определяется по формуле:
(1)
плоских механизмов – по формуле П.Л.Чебышева:
(2)
где - число подвижных звеньев, равное; - число кинематических пар соответствующего класса.

Число степеней свободы механизма

Лекция 1

Слайд 15

ТММ Число степеней свободы механизма Звену, которому приписывается одна или несколько

ТММ

Число степеней свободы механизма

Звену, которому приписывается одна или несколько обобщенных координат,

называется начальным.
В механизме с - одно начальное звено и за обобщенную координату принимают угловую координату вращающегося звена или линейную координату прямолинейно движущегося звена.
При выводе формулы (1) предполагалось, что все уравнения связи независимы. В некоторых механизмах это условие не выполняется. Тогда разность между общим числом уравнений связи и числом независимых уравнений связи называется числом избыточных связей :
(3)
(4)

Лекция 1

Слайд 16

ТММ Если q=0, то в механизме избыточных связей нет, и требования

ТММ
Если q=0, то в механизме избыточных связей нет, и требования к

точности изготовления звеньев механизма значительно снижаются.
Рассмотрим в качестве примера плоский кривошипно-ползунный механизм (рисунок 11а). Для этого механизма при
т.е. избыточных связей нет.

Рисунок 11 – Кинематические схемы кривошипно-ползунного механизма

Число степеней свободы механизма

Лекция 1

Слайд 17

ТММ Число степеней свободы механизма Если же механизм изготовлен с погрешностями

ТММ

Число степеней свободы механизма

Если же механизм изготовлен с погрешностями и звенья

двигаются не в одной, а в разных плоскостях, его необходимо рассматривать как пространственный (рисунок 11б). Для такого механизма при
Следовательно, четыре кинематических пары в пространственном механизме использовать нежелательно. Вместо двух пар можно применить пару и (рисунок 11в). Тогда

Лекция 1

Слайд 18

ТММ Выполним структурный анализ плоского механизма, в составе которого наряду с

ТММ
Выполним структурный анализ плоского механизма, в составе которого наряду с низшими

парами имеется высшая пара. Для этого рассмотрим кулачковый механизм с поступательно движущимся толкателем (рисунок 12а).

Рисунок 12 – Кинематические схемы механизмов

Число степеней свободы механизма

Лекция 1

Слайд 19

ТММ Число степеней свободы механизма определим по формуле (2): Высшая пара

ТММ

Число степеней свободы механизма определим по формуле (2):
Высшая пара образована в

месте соприкосновения звеньев 1 и 2. При заданном движении входного звена 1 (кулачка) выходное звено 2 (толкатель) совершает вполне определенное движение.
Для дифференциального зубчатого механизма (рисунок 12в), в котором (в месте зацепления зубчатых колес)
Для осуществления движения выходного звена 3 необходимо иметь два входных звена. Такими звеньями могут быть солнечное колесо 1 и водило 2.

Число степеней свободы механизма

Лекция 1

Слайд 20

ТММ В некоторых механизмах, используемых в технике, кроме степеней свободы и

ТММ

В некоторых механизмах, используемых в технике, кроме степеней свободы и связей,

активно воздействующих на характер движения, могут встречаться степени свободы и условия связи, не влияющие на характер движения механизма в целом и на закон движения выходного звена. Эти связи называют избыточными, или пассивными, а степени свободы – лишними; их не следует учитывать при определении числа степеней свободы механизма.
Рассмотрим схему (рисунок 12г), используемую в приводе колес электроприводов для повышения жесткости системы и равномерного распределения нагрузки. В этом механизме, называемом механизмом параллельных кривошипов с дополнительным шатуном DE, должно быть W=1, так как при заданном движении входного звена выходное звено движется совершенно определенно; n=4, p5=6 и

Лекция 1

Число степеней свободы механизма

Слайд 21

ТММ Однако при выполнении соотношений для длин звеньев наличие звена DE

ТММ

Однако при выполнении соотношений для длин звеньев наличие звена DE не

изменит движения
шарнирного четырехзвенника OABC, имеющего W=1 и q=0. Если из схемы удалить это звено, относительное движение остальных звеньев сохранится прежним, поэтому связь DE называют избыточной.
Рассмотрим кулачковый механизм с поступательно движущимся толкателем 3. Толкатель в месте соприкосновения с кулачком 1 снабжен роликом 2 (рисунок 12б). У этого механизма избыточная связь отсутствует, то есть q=0; при этом n=3, p5=3, p4=1. Следовательно,

Число степеней свободы механизма

Лекция 1

Слайд 22

ТММ Свободно поворачивающийся ролик дает лишнюю степень свободы. Его устанавливают для

ТММ

Свободно поворачивающийся ролик дает лишнюю степень свободы. Его устанавливают для уменьшения

трения между кулачком и толкателем, так как в этом случае трение скольжения заменяется трением качения.
При структурном анализе зазоры в кинематических парах не учитывают.
В действительности при наличии зазоров подвижность кинематической пары повышается и влияние избыточных связей несколько уменьшается.

Число степеней свободы механизма

Лекция 1

Слайд 23

ТММ В механизме с положения всех звеньев определяются положением одного начального

ТММ

В механизме с положения всех звеньев определяются положением одного начального звена

(рисунок 13а).

Принцип образования механизмов

Лекция 1

Рисунок 13 – Пример образования плоского шестизвенного механизма

а) б) в) г)

Число степеней свободы этого звена: Поэтому к начальному звену могут присоединяться только такие кинематические цепи или структурные группы, которые удовлетворяют условию

Слайд 24

ТММ Структурную группу с нулевой степенью подвижности называют группой Ассура (

ТММ

Структурную группу с нулевой степенью подвижности называют группой Ассура (

по имени ученого Л.В. Ассура)..
Для групп Ассура, состоящих только из кинематических пар пятого класса
откуда
Следовательно, присоединение группы Ассура к любому звену не меняет степени свободы всего механизма. В механизме может быть несколько групп Ассура, причем они могут присоединяться непосредственно к начальному звену и стойке, последовательно к предыдущей группе и стойке или последующей группе.

Принцип образования механизмов

Лекция 1

Слайд 25

ТММ Число звеньев n и число низших кинематических пар p5 могут

ТММ

Число звеньев n и число низших кинематических пар p5 могут быть

только целыми, причем
Структурную группу, состоящую из двух подвижных звеньев и трех низших кинематических пар, называют двухповодковой (рисунок 14б) или группой Ассура второго класса. Класс группы определяется классом наивысшего по классу контура, входящего в его состав. Класс контура определяется количеством кинематических пар, в которые входят образующие его звенья (рисунок 14в,г). На рисунке 14в приведена трехповодковая или группа Ассура третьего класса. На рисунке 14г приведена группа Ассура четвертого класса. У механизма на рисунке 13г:

Принцип образования механизмов

Лекция 1

Слайд 26

ТММ Рисунок 14 – Механизмы первого класса а) и группы Ассура:

ТММ

Рисунок 14 – Механизмы первого класса а) и группы Ассура:
б) 5

видов групп второго класса; в) группа 3 класса; г) группа 4 класса.

Структурные группы Ассура

Лекция 1

- Предыдущая
Большие гонки
Следующая -
Нагрев металлического тела открытым пламенем

Похожие презентации

ОСОБЕННОСТЬ СТОМАТОЛОГИЧЕСКОГО СТАТУСА У ДЕТЕЙ ДОШКОЛЬНОГО ВОЗРАСТА
Что такое URL
Научно за българския език ПРИЛОЖЕНО В РЕАЛНИЯ ЖИВОТ За добро настроение и поука – Галя Атанасова. - презентация
Инструментальные средства информационных технологий
Лекция 5 Промежуточные товарные углеводородные продукты
html
Поверхности. Основные понятия и определения
Конфликтность
Однопроходные алгоритмы
Культурно-исторические типы языка. Различные пути образования национальных языков
ФАС и ее функции в системе размещения заказов
Марвел. Игра
Задача Товары в некомплектном и незавершенном виде Терешкова М. ДС5 ФТД5 _
Презентация Функции нотариата
Презентация на тему "Обособление согласованных определений" - скачать презентации по Педагогике
Языки программирования QBasic и Turbo Pascal 7.0
Гражданин РФ
О направлениях совершенствования оценки деятельности вузов
Чернігівська область
Номенклатура справ
Системы управления контентом CMS (08)
c Метрология, погрешность измерений
国际市场计划
Программирование линейных алгоритмов на языке Паскаль
Презентация на тему "Проект - это" - скачать презентации по Педагогике
Fuel normal operation
Дагестан. Даргинцы
Ашаршылықтың екі түрі бар
Вы можете прислать нам Вашу презентацию и мы опубликуем ее на сайте.
Обратная связь
Для правообладателей
Email: Нажмите что бы посмотреть