Главная Расчет круглых валов 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 [ 155 ] 156 157 158 159 160 161 162 163 164 165 166 167 168 169 170 171 172 173 174 175 176 177 178 179 180 181 182 183 184 185 186 187 188 189 190 191 192 193 194 195 196 197 198 199 200 противления - это силы, у которых элементарная работа на возможном перемещении отрицательная, они стремятся замедлить движение ведущего звена. Иногда движущие силы (например, момент электродвигателя) могут стать силами сопротивления, если двигатель переходит в генераторный режим работы. Силы или моменты сил двигателей и рабочих машин в функции кинематических параметров (время, положения или скорости звена) называют механическими характеристиками (рис. 6.2.1). При решении задач динамики машин они считаются известными внешними силами и моментами. Рис. 6.2.1. Механические характеристики двигателей и рабочих машин: а - трехфазного асинхронного электродаигателя; б - электрогенератора, вентилятора, центробежного насоса; в - двухтактного двигателя внутреннего сгорания {аЬ- сила сопротивления; bed - движущая сила) Рис. 6.2.2. Действие силы трения в поступательной паре: а - трение без смазочного материала; б - жидкостное трение К силам сопротивления относится сила tgф = / , (6.2.2) трения ( без смазочного материала и жидкостного трения). В поступательной кинематической паре де/- коэффициент трения между звеньями / модуль силы трения Fy согласно закону Амонтона (рис. 6.2.2) Если между трущимися с относительной скоростью V/y поверхностями звеньев в зазоре (6.2.1) площадью S есть слой жидкости с динамической вязкостью ц, то модуль силы трения Полная реакция Fy отклоняется от нормали fJ между звеньями / и J может быть прибли-на угол трения ф, который определяется по женно рассчитан в соответствии с формулой формуле Ньютона: силы, ДЕЙСТВУЮЩИЕ В МАШИНАХ Ft] =Svy/h (6.2.3) (6.2.4) где р = [iS/h - постоянный коэффициент вязкого трения. Силы жидкостного трения значительно меньше сил трения без смазочного материала. Рис. 6.2.3. Действие сил трения без смазочного материала во вращательной паре Во вращательной паре с зазором (на рис. 6.2.3. зазор показан увеличенным) сила трения в точке контакта цилиндрических поверхностей также рассчитывается по закону Амонто-на, однако коэффициент трения / звеньев / и у, как показывает опыт, несколько больший, чем в плоской паре. Если из центра О/ опустить перпендикуляр на векгор силы Fy и радиусом р описать окружность, то круг радиусом р называют кругом трения. Радиус р = гзшф rtg9 = ff, (6.2.5) где г - радиус цапфы. Угол ф обычно мал. Момент сил трения во вращательной паре Mjj=Fyrf. (6.2.6) Силы трения и моменты сил трения направлены противоположно относительной скорости скольжения тел. Значительное уменьшение моментов сил трения во вращательных парах достигается следующими путя- Рис. 6.2.4. Схемы шестизвенного механизма, нагруженного силами и парами сил, и выделенных групп ми: заменой трения скольжения трением качения с помощью шариковых или роликовых подшипников; переходом на гидростатические или гидродинамические вращательные пары, т.е. вводом слоя смазочного материала между вращающимися звеньями / и / Совершенно особые расчеты трения производят при работе машин в экстремальных условиях (при очень высоких или низких температурах, в разреженных средах или вакууме) [6]. В быстроходных машинах существенные значения имеют силы и моменты сил инерции. При плоском движении звена как твердого тела главный вектор и главный момент Л/д сил инерции определяются по формулам (6.2.7) (6.2.8) где т - масса звена; - вектор полного ускорения центра масс; Js - момент инерции относительно центра масс S\ г - угловое ускорение звена. Знак минус в этих уравнениях показывает, что сила F и момент направлены противоположно соответственно и 8 . При пространственном движении звена сила инерции звена где Ду - пространственный вектор полного ускорения центра масс звена. Что касается главного момента от сил инерции звена, то как известно из теоретической механики его удобно подсчитывать через составляющие - проекции на главные центральные оси инерции звена: МУ = -Jysy-{J -Jzzx (6.2.9) где cO;f,co,co - проекции векгора угловой скорости на главные центральные оси инерции звена; 8, 8-,8 - проекции вектора углового ускорения на главные центральные оси инерции звена; Jy Jy, - главные центральные моменты инерции звена. 6.3. СИЛОВОЙ РАСЧЕТ МЕХАНИЗМОВ Задачи силового расчета состоят в определении реакций в кинематических парах механизмов, по которым разрабатывают конструкции кинематических пар, подбирают подшипники, характер смазки в смазываемых кинематических парах, местах подачи смазки, величины зазоров и т.д. В многозвенных стержневых механизмах удобно вести силовой расчет по группам Ассура, так как в теории механизмов доказывается, чго группа Ассура является статически определимой системой. Общий прием силового расчета такой. Ко всем внешним силам добавляют силы инерции и тогда на основе принципа Далам-бера решают задачу статического равновесия каждой группы, начиная с наиболее удаленной от начального звена. Поэтому силовой расчет называют еще кинетостатическим расчетом механизмов. Пример. Рассмотрим шестизвенный плоский механизм (рис. 6.2.4). Порядок расчета следующий. На рис. 6.2.4, а механизм нагружен известными силами и моментами, включая силы и моменты инерции. Трением в кинематических парах принебрегают. Выделена группа 4-5, отброшенные звенья 2 и б заменены реакциями этих звеньев в точках F и D. Реакции разложены на нормальные и тангенциальные составляющие вдоль и поперек соответствующих звеньев: 24 24, 65 65 (Р**- 6-2. Рассматривая отдельно равновесия звеньев и 5 и составляя уравнения равновесия путем суммы моментов относительно точки Д найдем тангенциальные составляющие Fi,=FhlloE; Flb=blhF- (6.3.1) уравнение равновесия всей группы 4-5 как векторная сумма всех сил F, + + + Щ + FI, = о. (6.3.2) На рис. 6.2.4, в по этому уравнению построен многоугольник сил, из которого найдены составляющие F/ и F . Реакция в шарнире Е 45(54 находится из равновесия отдельного звена 4 или 5. Зная полную реакцию Е/ = /24 + 24 в точке Д рассматривают группу 2-3. Неизвестную реакцию в точке В раскладьгеают на две составляющие Е, 12- то касается |
© 2011 - 2024 www.taginvest.ru
Копирование материалов запрещено |