Analiza dinamike e TMM. Teoria e mekanizmave dhe makinerive

Rrëshqitja 13

13 1 - boshti rc - rrezja e boshtit Δ - hendeku  - rrezja e rrethit të fërkimit;  = О1С Nga ΔО1СК = sin  О1С = О1К sin  Mc= Q12.О1С = Q12. rts.sin  Në kënde të vogla sin ≈tg =f . Atëherë: Mc= Q12. rts.f Kur merret parasysh fërkimi në kutinë e shpejtësisë rrotulluese, reaksioni që rezulton devijon nga normalja e përgjithshme me këndin e fërkimit  dhe kalon në mënyrë tangjenciale në rrethin e fërkimit me rreze .

Rrëshqitja 14

Fërkimi i rrotullimit

14 Fërkimi rrotullues është një moment force që ndodh kur njëri nga dy trupat kontaktues dhe ndërveprues rrotullohet në raport me tjetrin, duke kundërshtuar rrotullimin e trupit në lëvizje.

Rrëshqitja 15

Koeficienti i fërkimit të rrotullimit

15 Koeficienti i fërkimit të rrotullimit është krahu i një çifti fërkimi rrotullues, d.m.th. distanca me të cilën zhvendoset reaksioni normal. Koeficienti i fërkimit të rrotullimit është f = Mmax/N. Ai matet në njësi lineare dhe përcaktohet në mënyrë empirike.

Rrëshqitja 16

Këndi dhe koni i fërkimit

Rrëshqitja 17

Fërkimi në kushineta me top dhe rul

17 Fërkimi rrotullues është fërkimi i lëvizjes së dy trupave të ngurtë në të cilët shpejtësitë e tyre në pikat e kontaktit janë të njëjta në vlerë dhe drejtim. Ky ndërveprim dhe, në përputhje me rrethanat, lloji i fërkimit vërehet në kushineta me top dhe rul, dhe në ndërfaqet udhëzuese me rul.

Rrëshqitja 18

Forcat e inercisë së mekanizmave të sheshtë

18 Forcat dhe momentet e inercisë së hallkave që lindin kur ndryshon shpejtësia e lëvizjes së lidhjeve dhe lidhjet vepruese që mbajnë lidhjet. Forcat inerciale pengojnë lëvizjen kur përshpejtohen dhe e nxisin atë kur ngadalësohen. Forcat inerciale përcaktohen nga produkti i masës dhe vektori i nxitimit të qendrës së inercisë së lidhjes.

Rrëshqitja 19

Forcat e inercisë

19 Forcat e inercisë - propozuar nga D’Alembert për llogaritjen e forcës së lëvizjes sistemet mekanike. Duke i shtuar këto forca forcave të jashtme që veprojnë në sistem, vendoset një ekuilibër kuazi-statik i sistemit dhe mund të llogaritet duke përdorur ekuacionet e statikës (metoda kinetostatike). Jeni të njohur me shprehjet llogaritëse për përcaktimin e forcave inerciale nga kursi i Mekanikës Teorike.

Rrëshqitja 20

Pyetje vetë-testimi

20 1. Veçoritë kryesore të analizës së forcës së mekanizmave? 2. Cilat forca dhe momente mund të lindin në hallkat e mekanizmit gjatë lëvizjes? 3. Emërtoni karakteristikat kryesore të makinave. 4. Cilat lloje të fërkimit njihni, jepni karakteristikat e tyre? 5. Cili është ndryshimi midis fërkimit të rrëshqitjes dhe fërkimit të rrotullimit? 6. Si përcaktohet koeficienti i fërkimit?

Shikoni të gjitha rrëshqitjet

Dërgoni punën tuaj të mirë në bazën e njohurive është e thjeshtë. Përdorni formularin e mëposhtëm

Studentët, studentët e diplomuar, shkencëtarët e rinj që përdorin bazën e njohurive në studimet dhe punën e tyre do t'ju jenë shumë mirënjohës.

Postuar ne http://www.allbest.ru/

Postuar ne http://www.allbest.ru/

Analiza dinamike e mekanizmave

1. Probleme të kinetostatikës

Dizajni i mekanizmave të rinj zakonisht shoqërohet me llogaritjet e forcës së elementeve të tyre, dhe dimensionet e lidhjeve vendosen në përputhje me forcat që veprojnë mbi to.

Nëse në kinematikën e mekanizmave, në të cilën merrej parasysh vetëm gjeometria e lëvizjes, skica e lidhjeve ishte lënë pas dore, duke fiksuar vetëm dimensionet karakteristike, siç është, për shembull, distanca midis qendrave të menteshave dhe dimensioneve të tjera që përcaktojnë lëvizja relative e lidhjeve, atëherë kur llogaritet forca është e nevojshme të keni një ide të lidhjes në hapësirën tre dimensionale. Forcat që veprojnë në elementet e çifteve kinematike, që rrjedhin nga rezistenca teknologjike dhe mekanike, përcaktojnë sforcimet në hallka, nëse përzgjidhen dimensionet e këtyre të fundit, ose përcaktojnë dimensionet e lidhjeve, nëse sforcimet e materialit të lidhjeve. janë të specifikuara.

Pra, llogaritja e mekanizmave për forcën duhet të paraprihet nga përcaktimi i forcave, prandaj një nga detyrat kryesore të kinetostatikës është përcaktimi i atyre forcave që veprojnë në elementët e çifteve kinematike dhe shkaktojnë deformim të lidhjeve gjatë funksionimit.

Metodat për llogaritjen e forcave që veprojnë në lidhjet e një mekanizmi pa marrë parasysh forcat inerciale bashkohen nën emrin statika e mekanizmave, dhe metodat për llogaritjen e forcave duke marrë parasysh forcat e inercisë së lidhjeve, të përcaktuara afërsisht, quhen kinetostatikë të mekanizmave. Në praktikë, metodat e llogaritjeve statike dhe kinetostatike të mekanizmave nuk ndryshojnë nëse marrim parasysh forcat inerciale që u jepen forca të jashtme.

Kinetostatika kombinon metodat për llogaritjen e forcave që veprojnë në lidhjet e një mekanizmi, duke marrë parasysh forcat inerciale.

2. Forcat që veprojnë në mekanizëm

2.1 Klasifikimi i forcave

Gjatë funksionimit të makinës, në lidhjet e saj zbatohen forca të caktuara të jashtme, të cilat përfshijnë: forcën lëvizëse, forcën e rezistencës teknologjike, forcat e gravitetit të hallkave, rezistencën mekanike ose shtesë dhe forcat inerciale që shfaqen si rezultat i lëvizjes së lidhjes. . Forcat e panjohura do të jenë reaksionet e bashkimit që veprojnë mbi elementët e çifteve kinematike.

Forcat që veprojnë në lidhje ndahen në mënyrë konvencionale në 2 grupe: forcat lëvizëse P dv dhe forcat e rezistencës R C.

Forcat lëvizëse janë forcat që prodhojnë punë pozitive, d.m.th. drejtimet e forcës lëvizëse dhe shpejtësia e pikës së zbatimit të saj ose përkojnë ose formojnë një kënd të mprehtë.

Megjithatë, në disa raste, forca e aplikuar në lidhjen lëvizëse mund të kthehet në një forcë rezistence dhe, për rrjedhojë, do të prodhojë punë negative. Si shembull, mund të vini në dukje motorët me ngrohje, në të cilën forca që vepron në piston gjatë ngjeshjes përzierje gazi prodhon punë negative.

Në një motor me djegie të brendshme, për shembull, forca lëvizëse do të jetë rezultante e forcave të presionit kur përzierja e djegshme ndizet.

Forcat e rezistencës janë forca që pengojnë lëvizjen e lidhjeve të mekanizmit. Puna e këtyre forcave është gjithmonë negative, d.m.th. drejtimi i forcës dhe shpejtësia në pikën e zbatimit të saj janë ose të kundërta ose formojnë një kënd të mpirë. Ka forca të rezistencës së dobishme dhe rezistencës së dëmshme. Në makinat e punës, forca e rezistencës së dobishme është, për shembull, rezistenca ndaj prerjes së metalit, rezistenca ndaj ngjeshjes së gazit. Forcat e rezistencës së dëmshme janë forcat e fërkimit dhe forcat e rezistencës mjedisore.

Përveç këtyre forcave, është e nevojshme të merren parasysh forcat e gravitetit (forcat e peshës) të lidhjeve G, të cilat aplikohen në qendrat e tyre të gravitetit, forcat e inercisë së lidhjeve dhe forcat e reaksioneve të bashkimit.

Forcat e inercisë P u shfaqen kur lidhja lëviz në mënyrë të pabarabartë. Forcat inerciale, si forcat e peshës, mund të kryejnë punë pozitive dhe negative.

Forcat e reaksionit të bashkimit R që veprojnë në çifte kinematike futen kur merret parasysh çdo lidhje e izoluar nga mekanizmi. Kur merret parasysh i gjithë mekanizmi në tërësi, reaksionet e lidhjes duhet të konsiderohen forcat e brendshme, d.m.th. të balancuara në çifte.

Rezistenca mekanike ose shtesë F në makina ndodh kryesisht në formën e forcave të rezistencës që shfaqen gjatë lëvizjes relative të elementeve të çifteve kinematike, ose, me fjalë të tjera, forcave të fërkimit, në formën e rezistencës mjedisore, për shembull, rezistencës aerodinamike, rezistencës. forca për shkak të ngurtësisë së lidhjeve fleksibël, për shembull, litarët, zinxhirët, rripat etj. Forcat e fërkimit shfaqen nën ndikimin e reaksioneve normale që veprojnë në çifte kinematike dhe janë forca të njohura. Forcat e fërkimit, si rregull, prodhojnë punë negative, sepse ato drejtohen gjithmonë në drejtim të kundërt me shpejtësinë e lëvizjes relative të elementeve të çifteve kinematike. Kjo lloj rezistence shtesë që shoqëron funksionimin e makinerive është më e rëndësishmja, sepse në shumë raste pothuajse e gjithë energjia e shpenzuar për vënien në lëvizje të makinës harxhohet për tejkalimin e forcave të fërkimit. Në funksion të kësaj, forcat e fërkimit do të konsiderohen veçmas.

2.2 Forcat e jashtme dhe karakteristikat mekanike të makinave

Forcat e jashtme mund të jenë konstante, të tilla si graviteti, rezistenca ndaj prerjes së metalit në një seksion kryq të çipit konstant, etj., ose në varësi vetëm nga pozicioni i lidhjes në të cilën ato veprojnë (forcat e presionit të gazit që veprojnë në pistonin e një djegieje të brendshme motori ose kompresori, rezistenca, e ndeshur nga shpuesi i shtypit gjatë bërjes së vrimave, etj.), në shpejtësinë e lidhjes (motori i rrotullimit, forca e fërkimit të trupave të lubrifikuar etj.), në kohë. Përveç kësaj, forcat mund të veprojnë në makinë në varësi të një numri të variablave të pavarur të renditur më sipër. Përcaktimi i një madhësie specifike të forcës së jashtme është i mundur vetëm nëse specifikohen karakteristikat e saj.

Kështu, për mekanizmin kryesor të një motori me djegie të brendshme me katër goditje, ligji i ndryshimit të presionit të gazit P në cilindër jepet nga një diagram tregues - varësia P=ѓ(H) (Fig. 1)

Cikli i plotë i funksionimit të motorit përfundon brenda dy rrotullimeve të fiksimit. Gjatë gjysmës së parë të rrotullimit, përzierja e djegshme FO thithet, gjatë gjysmës së dytë të rrotullimit kjo përzierje OD kompresohet, përgjatë kurbës DA - ndezja e përzierjes, përgjatë kurbës AB - zgjerimi i përzierjes së ndezur ( goditje e fuqisë) përgjatë kurbës BF - shter.

Duke skicuar zhvendosjen x përgjatë boshtit H, marrë nga plani i mekanizmit, nuk është e vështirë të gjesh ordinatat përkatëse në diagramin e treguesit.

Presioni i tepërt P në piston është diferenca midis presionit të gazit në cilindër dhe presionit atmosferik, proporcional me ordinatën e matur nga linja e presionit atmosferik.

Forca që vepron në piston përcaktohet nga formula:

ku d është diametri i pistonit.

Për një kompresor me një veprim, ligji i ndryshimit të presionit të gazit në cilindër jepet gjithashtu nga një diagram tregues (Fig. 2).

rrëshqitje e makinës së ingranazheve kinetostatike

Kurba FCD - ngjeshja e gazit,

DA - shter,

AB është zgjerimi i gazit që mbetet në vëllimin e vdekur,

BF - thithja e një pjese të re të gazit

Faktori i shkallës së forcës

ku është ordinata që i përgjigjet ndryshores x.

Diagrami i ndryshimeve të fuqisë në boshtin e motorit ose çift rrotullues mesatar në varësi të numrit të rrotullimeve quhet karakteristika mekanike të motorit (Fig. 3).

2.3 Përcaktimi i forcave inerciale

Kur mekanizmi funksionon, lindin forca inerciale. Ato shkaktojnë presion shtesë në çifte kinematike. Këto forca arrijnë përmasa veçanërisht të mëdha në automjetet me shpejtësi të lartë.

Forcat e inercisë përcaktohen nga pesha e dhënë e lidhjeve dhe nxitimet e tyre. Metoda e përcaktimit varet nga lloji i lëvizjes së lidhjes.

Rasti i parë: lidhja kryen lëvizje plan-paralele (shkopi lidhës). Dihet se forcat elementare të inercisë në këtë rast reduktohen në forcën rezultante P u dhe në momentin e forcave të inercisë M u.

Forca inerciale P u zbatohet në qendrën e gravitetit të lidhjes dhe është e barabartë me:

ku m është masa e lidhjes

a s është nxitimi linear i qendrës së gravitetit të lidhjes.

Momenti i inercisë:

ku J s është momenti i inercisë së lidhjes në lidhje me qendrën e gravitetit,

Nxitimi këndor i lidhjes.

Shenja minus tregon se forca inerciale P u drejtohet në drejtim të kundërt me nxitimin a s, dhe momenti M u drejtohet në drejtim të kundërt me nxitimin këndor.

Madhësia dhe drejtimi i nxitimeve përcaktohen nga llogaritjet kinematike. Dhe vlera e m, J s duhet të specifikohet.

Forca P u dhe momenti M u mund të zëvendësohen nga një forcë rezultante P u e aplikuar në pikën e lëkundjes (Fig. 4).

Për ta bërë këtë, forca e inercisë P u duhet të transferohet në një distancë të barabartë me

Vlera e këtij krahu gjendet në këtë mënyrë: nga plani i nxitimit (Fig. 3.3) një trekëndësh bartet në lidhjen AB.

segment, pasi kemi gjetur pikën "K" (pika e lëkundjes), ne aplikojmë një vektor të forcës së inercisë në të, të drejtuar në drejtimin e kundërt me vektorin e nxitimit të qendrës së gravitetit.

Rasti i dytë: lidhja bën një lëvizje rrotulluese (Fig. 5)

a) Kur rrotullimi është i pabarabartë dhe kur qendra e gravitetit nuk përkon me boshtin e rrotullimit, ndodh një forcë inerciale Pu dhe një moment inercie. Kur sjell forcë dhe moment, SK e shpatullës përcaktohet me formulën (3.4):

ku SK është distanca nga qendra e gravitetit në pikën e lëkundjes.

b) Me lëvizje të njëtrajtshme P dhe vendoset në qendër të gravitetit.

M dhe = 0 sepse =0.

c) Qendra e gravitetit përkon me boshtin e rrotullimit = 0, pastaj P dhe = 0; M u = 0.

Rasti i tretë: lidhja bën një lëvizje përkthimore (rrëshqitës) (Fig. 6).

Këtu, M dhe = 0. Nëse lëvizja e lidhjes është e pabarabartë, atëherë lind një forcë inerciale

Nëse momenti i inercisë së një lidhjeje nuk është specifikuar në detyrën e projektimit të kursit, ai mund të përcaktohet afërsisht nga formula:

ku m është masa e lidhjes,

l - gjatësia e lidhjes,

K - koeficienti 810

Një nga problemet e dinamikës së mekanizmit është përcaktimi i forcave që veprojnë në elementët e çifteve kinematike dhe të ashtuquajturat forca balancuese. Njohja e këtyre forcave është e nevojshme për llogaritjen e mekanizmave për forcën, përcaktimin e fuqisë së motorit, konsumimin e sipërfaqeve të fërkimit, përcaktimin e llojit të kushinetave dhe lubrifikimit të tyre, etj., d.m.th. Llogaritja e fuqisë së mekanizmit është një nga fazat thelbësore të projektimit të makinës.

Me balancimin e forcave ne zakonisht kuptojmë forcat që balancojnë forcat e jashtme të dhëna dhe forcat e inercisë së lidhjeve të mekanizmit, të përcaktuara nga gjendja e rrotullimit uniform të fiksimit. Numri i forcave balancuese që duhet të aplikohen në mekanizëm është i barabartë me numrin e lidhjeve fillestare ose, me fjalë të tjera, numrin e shkallëve të lirisë së mekanizmit. Kështu, për shembull, nëse një mekanizëm ka dy shkallë lirie, atëherë duhet të aplikohen dy forca balancuese në mekanizëm.

3. Analiza e forcës së mekanizmave. Përcaktimi i reaksioneve në çifte kinematike

Analiza e forcës së mekanizmave bazohet në zgjidhjen e problemit të drejtpërdrejtë, ose të parë, të dinamikës - për të përcaktuar nga një lëvizje e caktuar forcat aktive. Prandaj, ligjet e lëvizjes së lidhjeve fillestare në analizën e forcës konsiderohen të dhëna. Forcat e jashtme të aplikuara në lidhjet e mekanizmit zakonisht konsiderohen gjithashtu të dhëna dhe, për rrjedhojë, mund të përcaktohet vetëm reagimi në çifte kinematike. Por ndonjëherë forcat e jashtme të aplikuara në lidhjet fillestare konsiderohen të panjohura. Pastaj analiza e forcës përfshin përcaktimin e forcave në të cilat përmbushen ligjet e pranuara të lëvizjes së lidhjeve fillestare. Kur zgjidhen të dyja problemet, përdoret parimi D'Alembert, sipas të cilit një lidhje e një mekanizmi mund të konsiderohet si në ekuilibër nëse të gjitha forcave të jashtme që veprojnë mbi të u shtohen forca inerciale.Ekuacionet e ekuilibrit në këtë rast quhen kinetostatike. ekuacione për t'i dalluar nga ekuacionet e zakonshme statike, pra ekuacionet e ekuilibrit pa marrë parasysh forcat inerciale.Zakonisht lidhjet e mekanizmave të sheshtë kanë një rrafsh simetrie paralel me rrafshin e lëvizjes.Atëherë vektori kryesor i forcave të inercisë së lidhjes P u dhe momenti kryesor i forcave të inercisë së lidhjes përcaktohen nga formula:

ku m është masa e lidhjes;

Vektori i nxitimit të qendrës së masës.

Gjatë llogaritjes kinetostatike të një mekanizmi, është e nevojshme të përcaktohen reaksionet në çifte kinematike dhe ose forca balancuese ose momenti balancues i çiftit të forcave.

Ne do të kryejmë llogaritjet e forcës së mekanizmave me supozimin se nuk ka fërkim në çifte kinematike dhe të gjitha forcat që veprojnë në mekanizëm janë të vendosura në të njëjtin plan.

Një nga metodat e njohura të llogaritjes së forcës është metoda e shqyrtimit të secilës lidhje të mekanizmit në ekuilibër. Me këtë metodë, mekanizmi ndahet në lidhje individuale.

Fillimisht merret parasysh ekuilibri i lidhjes më të jashtme, duke llogaritur nga ajo kryesore (udhëheqëse), pastaj ekuilibri i lidhjes së lidhur me atë më të jashtmen, etj. Ekuilibri i lidhjes kryesore konsiderohet i fundit.

Duke marrë parasysh një lidhje të vetme në ekuilibër, është e nevojshme të aplikohen të gjitha forcat e jashtme në të (P DV, R PS, R I, G) duke përfshirë reagimet e lidhjeve me të cilat lidhjet e shkëputura veprojnë në lidhjen e marrë.

Le të përshkruajmë metodën e llogaritjes duke përdorur shembullin e një mekanizmi me katër lidhje. Së pari, le të shqyrtojmë lidhjen 3 (zgjedhën) në ekuilibër, duke aplikuar të gjitha forcat vepruese në të, duke përfshirë reagimet e lidhjeve. (Fig. 7)

Reagimi në çiftin rrotullues "C" është i panjohur as në madhësi, as në drejtim.

Për të përcaktuar këtë reagim, ne e zëvendësojmë atë me dy komponentë (Fig. 7b), njëri prej të cilëve është i drejtuar përgjatë shufrës lidhëse (2), komponenti i dytë përgjatë krahut rrotullues (3).

Vlera mund të gjendet nga gjendja e ekuilibrit të lidhjes në fjalë.

Lidhja (3) është në ekuilibër nën veprimin e forcave të mëposhtme R P.S.; P nga; G 3; R03; ; .

Ne krijojmë një ekuacion për momentet e të gjitha forcave në lidhje me pikën D

Nëse, pas përcaktimit të kësaj vlere, rezulton të jetë negative, atëherë drejtimi i tij do të jetë i kundërt me atë të zgjedhur. Komponenti mund të gjendet duke marrë në konsideratë një lidhje të vetme (2) në ekuilibër (Fig. 8a).

Nga kushti i ekuilibrit të lidhjes (2) mund të shkruajmë

Reaksioni i mbetur i panjohur R12 mund të gjendet grafikisht duke ndërtuar një plan të forcave të kësaj lidhjeje (Fig. 3.8b).

Ekuacioni i ekuilibrit të lidhjes (2) ka formën e mëposhtme:

Nga një pol i zgjedhur në mënyrë arbitrare, ne e vizatojmë forcën në një shkallë në formën e një vektori, gjeometrikisht i shtojmë një vektor që përshkruan forcën G në të njëjtën shkallë, etj.

Vektori na jep madhësinë e reaksionit R 12 në shkallë.

Për ta bërë këtë, merrni parasysh manivelin AB në ekuilibër. (Fig. 9).

Maniforja është nën ndikimin e forcës së peshës G 1, reagimit të shufrës lidhëse (2) në fiksimin R 21 dhe forcës së inercisë P u 1.

Nën ndikimin e këtyre forcave, fiksimet në përgjithësi nuk do të jenë në ekuilibër. Për ekuilibër, është e nevojshme të zbatohet një forcë balancuese P y, ose një moment balancues M y.

Këto forca dhe momente balancuese janë forcat e reagimit ose çift rrotullimi nga motori.

Lëreni që forca balancuese të drejtohet përgjatë normales në manovër dhe të zbatohet në pikën B. Nga kushti i ekuilibrit të lidhjes AB, mund të ndërtojmë një ekuacion për shumën e momenteve të të gjitha forcave në lidhje me pikën A.

Forca balancuese mund të gjendet gjithashtu me një metodë në të cilën i gjithë mekanizmi konsiderohet në ekuilibër.

Gjendja e ekuilibrit të mekanizmit mund të shprehet me ekuacionin e mëposhtëm:

Shuma e fuqive të të gjitha forcave të aplikuara në mekanizëm, duke marrë parasysh forcat e inercisë dhe forcat balancuese, është zero.

Fuqia e menjëhershme e forcës së aplikuar në pikën i-të është në përpjesëtim me momentin e kësaj force në raport me fundin e vektorit të shpejtësisë së rrotullimit të kësaj pike (Fig. 10).

Nga ekuacioni i ekuilibrit mund të gjejmë forcën balancuese. Shpesh është i përshtatshëm për të gjetur Py duke përdorur levën ndihmëse Zhukovsky, kur për mekanizmin është ndërtuar një plan i shpejtësisë polare, i rrotulluar me 90°. Në rastin e fundit, forcat e jashtme duhet të zbatohen në skajet e vektorëve të shpejtësisë së gjetur.

Pas kësaj, duke e konsideruar planin e shpejtësisë së rrotulluar si një levë e ngurtë që rrotullohet rreth polit P, mund të shkruajmë ekuacionin e ekuilibrit të levës në formën e shumës së momenteve të forcave në lidhje me polin:

Ekuacioni i ekuilibrit për planin e shpejtësisë, i konsideruar si një levë e ngurtë, është identik me ekuacionin e fuqisë.

Nëse, përveç forcave, një moment M zbatohet edhe në hallkat e mekanizmit (Fig. 11), atëherë ai mund të konsiderohet si një çift forcash, përbërësi i të cilit është i barabartë me:

Forcat e gjetura P zbatohen në pikat përkatëse përfaqësuese të planit të shpejtësisë.

4. Fërkimi në çifte kinematike

4.1 Fërkimi i rrëshqitjes

Me humbje të fërkimit në një mekanizëm kuptojmë humbjet e fërkimit në çiftet e tij kinematike. Ekzistojnë dy lloje kryesore të fërkimit: fërkimi rrëshqitës dhe fërkimi rrotullues. Në çiftet kinematike më të ulëta, ndodh fërkimi rrëshqitës, në ato më të larta - vetëm fërkimi rrotullues ose fërkimi rrotullues së bashku me fërkimin rrëshqitës.

Nëse sipërfaqet e trupave në lëvizje A dhe B (Fig. 12) janë në kontakt, atëherë fërkimi që lind quhet i thatë. Nëse sipërfaqet nuk preken (Fig. 13) dhe midis tyre ka një shtresë lubrifikanti, atëherë fërkimi i tillë quhet fërkim i lëngshëm. Ka edhe raste kur ka fërkim gjysmë të thatë (mbizotëron e thatë) ose gjysmë të lëngët.

4.2 Fërkimi i thatë

Ligjet bazë:

1. Në një gamë të caktuar shpejtësish dhe ngarkesash, koeficienti i fërkimit të rrëshqitjes mund të konsiderohet konstant, dhe forca e fërkimit F mund të konsiderohet proporcionale me presionin normal:

ku f është koeficienti i fërkimit të rrëshqitjes,

N - presion normal.

2. Koeficienti i fërkimit të rrëshqitjes varet nga materiali dhe gjendja e sipërfaqeve të fërkimit.

3. Forcat e fërkimit drejtohen gjithmonë në drejtim të kundërt me shpejtësitë relative.

4. Koeficienti i fërkimit në qetësi është pak më i madh se koeficienti i fërkimit gjatë lëvizjes.

5. Me rritjen e shpejtësisë, forca e fërkimit në shumicën e rasteve zvogëlohet, duke iu afruar një vlere të caktuar konstante; në shpejtësi të ulëta koeficienti i fërkimit është pothuajse i pavarur nga shpejtësia.

6. Me rritjen e presionit specifik, koeficienti i fërkimit në shumicën e rasteve rritet. Në presione specifike të ulëta, koeficienti i fërkimit është pothuajse i pavarur nga presioni specifik dhe zona e kontaktit.

7. Ndërsa koha e para-kontaktit rritet, forca e fërkimit rritet.

4.3 Fërkimi i lëngut

Me fërkimin e thatë, ka një shpenzim të madh të punës, e cila shndërrohet në nxehtësi dhe konsumim të sipërfaqeve të fërkimit. Për të eliminuar këto dukuri, një shtresë lubrifikanti futet midis sipërfaqeve të fërkimit. Në këtë rast, në kushte të caktuara, shtresa e lubrifikantit mund të ndajë plotësisht sipërfaqet e fërkimit (Fig. 3.13).

4.4 Fërkimi kur rrëshqitësi rrëshqet përgjatë një rrafshi horizontal

Një çift kinematik përkthimor, i përbërë nga një udhëzues horizontal 2 dhe një rrëshqitës 1, është paraqitur në figurën 14. Le të veprojnë forcat e mëposhtme në rrëshqitësin 1: P D - drejtimi, G - pesha e ngarkesës ose ngarkesa që vepron në rrëshqitës, N - reaksioni normal, F 0 - forca e fërkimit (reaksioni tangjencial) në qetësi. Kur rrëshqitësi është në lëvizje, në vend të forcës së fërkimit F 0, gjatë lëvizjes vepron forca e fërkimit F dhe, për më tepër, reagimi i plotë.

Këndi i devijimit të reaksionit total nga normalja në drejtim të kundërt me lëvizjen e rrëshqitësit quhet kënd i fërkimit.

Duke marrë parasysh atë

Prandaj, koeficienti i fërkimit është i barabartë me tangjenten e këndit të fërkimit.

4.5 Fërkimi në çiftin kinematik të majës dhe kushinetave

Nëse ka një hendek, boshti, nën ndikimin e M D, rrotullohet nga pozicioni i tij më i ulët në një pozicion të ri, i cili karakterizohet nga ekuilibri që rezulton midis forcave lëvizëse dhe forcave të rezistencës. Në Fig. 15 janë përdorur këto shënime: - rrezja e kunjit, Q - ngarkesa e jashtme, R - reaksioni mbajtës që vepron në kunj, - këndi i fërkimit, - rrezja e rrethit të fërkimit.

Forcat Q dhe R formojnë një çift forcash, momenti i të cilave është momenti i rezistencës; në çdo moment balancon momentin e forcave lëvizëse, d.m.th. .

Momenti i forcave të rezistencës

Momenti i forcave të fërkimit,

Ku; - rrezja e majës;

Për shkak të vogëlësisë së këndit, madhësia. Prandaj, rrezja e rrethit të fërkimit është e barabartë me zhvendosjen e reaksionit total R nga ngarkesa e jashtme Q.

Pra, momenti i forcave të fërkimit

5. Efikasiteti i mekanizmit

Efikasiteti mekanik makinat e quajnë raportin e vlerës absolute të punës së rezistencave të dobishme A P.S. për punën e forcave lëvizëse A D gjatë periudhës së lëvizjes së qëndrueshme:

Nga ekuacioni i lëvizjes së një makine gjatë lëvizjes së qëndrueshme gjejmë.

Pas zëvendësimit në shprehjen (1), marrim shprehjen e mëposhtme për efikasitetin:

ku është koeficienti i humbjes.

Efikasiteti është më i madh, aq më shumë më pak punë rezistenca të dëmshme. Duke përcaktuar, për shembull, efikasitetin e menjëhershëm në dymbëdhjetë pozicione të mekanizmit të levës për rrotullim të lëvizjes në gjendje të qëndrueshme, është e mundur të ndërtohet një grafik i funksionit. Në praktikë, ata zakonisht përdorin vlerën mesatare aritmetike të efikasitetit gjatë periudhës së lëvizjes së qëndrueshme:

Makina mund të ketë efikasitet shumë të ulët të menjëhershëm në pozicione të caktuara të mekanizmit. Efikasiteti i menjëhershëm i një lidhjeje mund të shprehet si një raport i fuqisë:

ku N P.S. - fuqia e menjëhershme e forcave të dobishme të rezistencës për çdo pozicion të mekanizmit;

N D - fuqia e menjëhershme e forcave lëvizëse për pozicionin përkatës të mekanizmit.

Efikasiteti i një grupi mekanizmash ose makinash të lidhura në seri. Një numër makinerish ose mekanizmash të përfshirë në njësi mund të lidhen në seri (Fig. 16 a), paralelisht (Fig. 16 b)

Efikasiteti i përgjithshëm i makinës në lidhje serike mekanizmat është i barabartë me produktin e efikasitetit të tyre.

Në përgjithësi

Efikasiteti i një grupi mekanizmash ose makinash të lidhura paralelisht. Kjo lidhje karakterizohet nga një degëzim i rrjedhës së përgjithshme të energjisë.

Efikasiteti i përgjithshëm është:

Figura 16

6. Përcaktimi i reaksioneve në çifte kinematike duke marrë parasysh fërkimin

Llogaritja e kryer në pjesën e parë pa marrë parasysh fërkimin jep vlerat e reaksioneve në çiftet kinematike të mekanizmit në një përafrim të parë. Përcaktimi i forcave duke marrë parasysh fërkimin është një përsosje e mëtejshme dhe zakonisht kryhet (dhe në rastin tonë) me metodën e përafrimit të njëpasnjëshëm. Për të kryer përafrimin e dytë, përcaktohen vlerat e koeficientëve të fërkimit të rrëshqitjes në të gjitha çiftet dhe diametrat e ditarëve të çifteve rrotulluese. Metoda për llogaritjen e mekanizmit me dhe pa fërkim është e njëjtë. I vetmi ndryshim është se forcat e reaksionit në çiftet e përkthimit devijojnë nga normalet e tyre të mëparshme nga këndi i fërkimit dhe drejtohen kundër vektorit të shpejtësisë së çiftit përkthimor. Në linjat rrotulluese, veprimi i tyre do të jetë tangjencial me rrathët e fërkimit; këto reaksione mund të zëvendësohen nga një reaksion i aplikuar në qendër të menteshës, në këtë rast është e nevojshme të aplikohet një moment fërkimi në këtë menteshë, i përcaktuar nga formula. :

ku r është rrezja e fërkimit, e përcaktuar nga formula:

ku D y është diametri i trungjeve,

Këndi i fërkimit.

R në formulën (3.13) është reagimi në një menteshë të caktuar, i marrë në pjesën e parë, pa marrë parasysh forcat e fërkimit. Drejtimi i momentit është i kundërt me shpejtësinë këndore të lidhjes në lidhje me menteshën e dhënë.

6.1 Analiza e forcës së mekanizmave të ingranazheve

Për shumicën dërrmuese ingranazhet kryesore është gjendja e qëndrueshme e funksionimit. Prandaj, në transmetimet e këtij lloji, momentet nga forcat e inercisë do të jenë të barabarta me zero (pa marrë parasysh dridhjet e shkaktuara nga ngurtësia e ndryshueshme dhe gabimet e hapave).

Presioni ndërmjet profileve involute transmetohet përgjatë vijës së fejesës, e cila përkon me normalen e tyre të përbashkët.

Nëse një moment i rezistencës M C aplikohet në rrotën e shtyrë, atëherë forca e rezistencës është:

Forca P C zbatohet në rrotën lëvizëse 1; një forcë lëvizëse aplikohet në rrotën e shtyrë 2. Nga formula rezulton se, nëse, atëherë forca e presionit P C ndërmjet dhëmbëve është konstante si në madhësi ashtu edhe në drejtim; rritet me rritjen e këndit të angazhimit.

Në qendër të rrotës lëvizëse 1 zbatojmë dy forca të barabarta dhe të drejtuara në të kundërt P C. Forcat R * - presioni në mbështetësit e rrotave; dy forca të tjera R formojnë një çift forcash, momenti i të cilave është i barabartë me momentin M D. Duke zëvendësuar vlerën e P C nga formula, marrim

Çifti i aplikuar në rrotën 2 kapërcen momentin e rezistencës M C të aplikuar në këtë rrotë.

Forcat e barabarta dhe të drejtuara në të kundërt R * dhe Q * formojnë një çift me një moment

Ky çift tenton të rrotullojë raftin e transmetimit (kornizën) (në rastin tonë, në drejtim të akrepave të orës). Për të parandaluar që kjo të ndodhë, mbështetja duhet të sigurohet. Momenti i krijuar nga çifti në fjalë quhet momenti reaktiv.

Është e qartë se edhe me variablin M C drejtimet e forcave të presionit ndërmjet dhëmbëve dhe në mbështetëset e boshtit do të jenë konstante. Ky është një nga avantazhet e ingranazhit involute, pasi siguron funksionim të qetë të transmetimit.

Meqenëse profilet e dhëmbëve kanë rrëshqitje relative gjatë angazhimit të tyre, midis tyre lindin forca fërkimi, F rezultante e të cilave drejtohet kundër shpejtësisë së rrëshqitjes.

Madhësia e kësaj force

ku f është koeficienti i fërkimit të rrëshqitjes së profileve.

Fuqia e forcave të fërkimit në ingranazhet e jashtme

Rrjedhimisht, fuqia e forcave të fërkimit në kyçje është e ndryshueshme dhe rritet ndërsa pika M e kontaktit të profileve largohet nga shtylla e kyçjes.

Forcat e fërkimit lindin gjithashtu në mbështetëset e boshtit, në përpjesëtim me presionet R dhe Q në këto mbështetëse. Madhësitë e këtyre forcave të fërkimit varen nga një sërë faktorësh (nga kushtet e lubrifikimit të sipërfaqeve kontaktuese, nga vetitë elastike të tyre, të cilat përcaktojnë ligjin e shpërndarjes së presioneve specifike, nga shpejtësia e rrëshqitjes së sipërfaqeve mbajtëse etj.). Rezultantja e këtyre forcave, ku f n 1 është koeficienti i fërkimit, duke marrë parasysh kushtet e funksionimit të boshtit në kushineta. Kjo forcë zbatohet në një nga pikat në sipërfaqen mbajtëse të boshtit në një distancë r B nga boshti i tij.

Fuqia e forcave të fërkimit në mbështetëse

Nga formulat është e qartë se nëse, atëherë fuqia e forcave të fërkimit në mbështetëse është konstante.

Duke përdorur këtë formulë, mund të përcaktoni çift rrotullues M D dhe fuqinë N D të motorit, i cili duhet të lidhet me boshtin e lëvizjes së transmisionit nëse jepen M C dhe i 12

Vlerat e koeficientëve f dhe f n varen nga një numër i madh faktorësh të ndryshëm dhe mund të luhaten brenda kufijve shumë të gjerë. Për shembull, koeficientët e fërkimit të profileve varen jo vetëm nga materialet dhe saktësia e përpunimit të tyre, por edhe nga lubrifikimi; përveç fërkimit të rrëshqitjes, fërkimi i rrotullimit ndodh midis profileve; nëse ingranazhi funksionon në një banjë vaji, atëherë puna shpenzohet për përzierjen e vajit, etj.

6.2 Përcaktimi i momenteve në një mekanizëm planetar pa marrë parasysh fërkimin

Le të shqyrtojmë çështjen e përcaktimit të momenteve në një mekanizëm planetar, lidhjet e të cilit rrotullohen në mënyrë uniforme. Në mekanizmin planetar të paraqitur në (Fig. 18), rrota e diellit 1, bartësi 2 dhe rrota e kurorës 4 rrotullohen rreth boshtit qendror C. Komponenti tangjencial P 31 i reagimit ndaj satelitit 3 nga ana e rrotës së diellit 1 , pa marrë parasysh forcën e fërkimit, zbatohet në shtyllën e marsheve A.B ana e kundërt drejtohet forca P 13. Në pikën B veprojnë përbërësit e reagimit P 34 dhe P 43, dhe në qendër të satelitit - P 23 dhe P 32.

Ne do të shqyrtojmë mekanizmat planetarë në të cilët sateliti nuk është një lidhje dalëse, d.m.th. M 3 =0. Pastaj dhe sepse:

ku k është numri i satelitëve të mekanizmit.

Nga ekuilibri i lidhjes 2 kemi:

Duke marrë parasysh (3.15) dhe (3.16), ne rishkruajmë (3.17):

Le të shkruajmë kushtin e ekuilibrit të lidhjes 4:

Prandaj, duke marrë parasysh kushtin: P 43 = -P 13 nga (3.19) kemi:

Rrjedhimisht, nëse dihet një nga momentet që vepron në mekanizmin planetar, atëherë duke ditur rrezet e rrathëve fillestarë, duke përdorur formulat (3.18) dhe (3.19) mund të përcaktojmë momentet e panjohura.

Problemi i përcaktimit të momenteve gjithashtu mund të zgjidhet duke përdorur një plan të përgjithshëm të shpejtësive këndore. Le të shqyrtojmë metodën për përcaktimin e momenteve.

Le të ndërtohet një plan i përgjithshëm i shpejtësive këndore për një kuti ingranazhesh planetare me ingranazhe të korrigjuara (Fig. 19)

Furnizimi me energji elektrike në lidhjen 1.

Energjia u hoq nga transportuesi.

Meqenëse humbjet nuk merren parasysh, atëherë:

Meqenëse, nën ndikimin e momenteve, mekanizmi planetar është në ekuilibër në një gjendje ekuilibri të qëndrueshëm, atëherë barazia ndodh

ku M 4, kur duhet kuptuar si momenti që duhet zbatuar në lidhjen 4 në mënyrë që të mos rrotullohet.

Nga (3.21) marrim:

6.3 Përcaktimi i efikasitetit të mekanizmit planetar

Efikasiteti transmetimi mekanik varet nga shumë faktorë, prej të cilëve vlerën më të lartë kanë humbje fuqie në rrjetëzimin e çifteve të marsheve. Le të përcaktojmë efikasitetin. kuti ingranazhesh planetare kur transmetoni momente nga lidhja 1 në lidhjen 2 sipas formulës:

ku quhet raporti i transmetimit të fuqisë. Këtu dhe janë momentet që veprojnë në lidhjet 2 dhe 1 duke marrë parasysh fërkimin në rrjetë - raporti kinematik i ingranazheve.

6.4 Llogaritja e fuqisë së mekanizmave të kamerës

Meqenëse lidhja e shtyrë (shkopi shtytës) lëviz me një shpejtësi të ndryshueshme, modelet e veprimit të forcave të aplikuara në mekanizmin e kamerës në zona të ndryshme intervali i lëvizjes së tij janë të ndryshëm.

Në intervalin e lëvizjes së punës, një forcë e dobishme e rezistencës R e drejtuar kundër shpejtësisë së lidhjes zbatohet në lidhjen e shtyrë. Forca R është, si rregull, gjithmonë e dhënë; mund të jetë konstante ose e ndryshueshme.

Nëse në mekanizëm kryhet një mbyllje e forcës së çiftit më të lartë, atëherë forca elastike P P e sustës vepron në lidhjen e shtyrë në të njëjtin drejtim, e cila është e ngjeshur në këtë kohë.

Për shkak të lëvizjes së pabarabartë të shufrës, lind forca e inercisë:

ku është masa e shufrës, nxitimi i saj; Drejtimi i forcës Ra është i kundërt me nxitimin e shiritit. Meqenëse masa e shtyllës është konstante, ligji (grafiku) i ndryshimit në fuqi përkon me ligjin (grafiku) i ndryshimit të nxitimit të shiritit.

Q-ja rezultante e të gjitha forcave të aplikuara në shirit është e barabartë me:

Nëse neglizhojmë fërkimin në çiftin e kamerës-shufrës, atëherë drejtimi i forcës P të presionit të kamerës në shufër përkon me profilin normal të kamerës. Nëse nuk marrim parasysh fërkimin në udhëzuesin C, atëherë në mënyrë që shufra të lëvizë sipas një ligji të caktuar, është e nevojshme që në çdo pozicion të mekanizmit të jetë forca P e presionit të kamerës në shufër. do të ishte e barabartë me

ku - këndi ndërmjet forcës dhe drejtimit të lëvizjes së shufrës - këndi i transmetimit të lëvizjes.

Nëse nuk marrim parasysh fërkimin në kushinetat e boshtit të kamerës, atëherë momenti i drejtimit në boshtin e kamerës

ku është vektori i rrezes së profilit të kamerës.

Vetë-frenimi. Duke marrë parasysh forcat e fërkimit gjatë llogaritjes së forcës së mekanizmit, është e mundur të identifikohen marrëdhënie të tilla midis parametrave të mekanizmit në të cilat, për shkak të fërkimit, lëvizja e lidhjes në drejtimin e kërkuar nuk mund të fillojë, pavarësisht nga madhësia. të forcës lëvizëse.

Në shumicën e mekanizmave, vetëfrenimi nuk lejohet, por në disa raste përdoret për të parandaluar lëvizjen spontane në drejtim të kundërt (krikë, disa lloje mekanizmat ngritës dhe etj.).

Këndi i presionit. Këndi i presionit në lidhjen nga ana e lidhjes është këndi midis drejtimit të forcës së presionit (reaksioni normal) në lidhjen nga ana e lidhjes dhe shpejtësisë së pikës së aplikimit të kësaj force. Këndi i presionit në lidhjen nga ana e lidhjes tregohet nga. Megjithatë, shpesh merret parasysh vetëm një kënd presioni. Pastaj indekset në shënim hiqen.

4. Analiza e lëvizjes së mekanizmit nën ndikimin e forcave

Presionet dinamike janë forca shtesë që lindin në çifte kinematike kur mekanizmi lëviz. Këto presione shkaktojnë dridhje në disa pjesë të mekanizmit; ato janë të ndryshueshme në madhësi dhe drejtim. Korniza e këtij mekanizmi gjithashtu përjeton presione dinamike, të cilat kanë një efekt të dëmshëm në fiksimet e tij dhe në këtë mënyrë prishin lidhjen e kornizës me themelin. Gjithashtu, presionet dinamike rrisin forcat e fërkimit në pikat mbështetëse të boshteve rrotulluese dhe rrisin konsumin e kushinetave. Prandaj, gjatë projektimit të mekanizmave, ata përpiqen të arrijnë shtypjen e plotë ose të pjesshme të presioneve dinamike (problemi i balancimit të forcave të inercisë së mekanizmave).

Një lidhje mekanizmi do të konsiderohet e balancuar nëse vektori i saj kryesor dhe momenti kryesor i forcave të inercisë pikat materiale do të jetë e barabartë me zero. Çdo lidhje e mekanizmit mund të çekuilibrohet individualisht, por mekanizmi në tërësi mund të balancohet plotësisht ose pjesërisht. Problemi i balancimit të forcave inerciale në mekanizma mund të ndahet në dy detyra: 1) balancimi i presioneve në çiftet kinematike të mekanizmit 2) balancimi i presioneve të mekanizmit në tërësi në themel.

Balancimi i lidhjeve rrotulluese është i një rëndësie të madhe. Mosbalancime të vogla në rotorët dhe motorët elektrikë që rrotullohen me shpejtësi shkaktojnë presione të mëdha dinamike mbi kushinetat.

Detyra e balancimit të trupave rrotullues konsiston në zgjedhjen e masave të tyre në mënyrë të tillë që presionet inerciale shtesë në mbështetëse të paguhen plotësisht ose pjesërisht.

Forca centrifugale rezultuese e inercisë:

Momenti rezultues i të gjitha forcave të inercisë së një trupi në lidhje me një plan që kalon nëpër qendrën e masës.

ku m është masa e të gjithë trupit,

Largësia S e qendrës së masës së trupit nga boshti i rrotullimit;

Momenti centrifugal i inercisë në lidhje me boshtin e rrotullimit dhe një rrafsh pingul me boshtin e rrotullimit dhe që kalon nga qendra S e masës së trupit.

Kur një trup rrotullohet, këndi midis vektorëve dhe ruan të njëjtën vlerë gjatë gjithë kohës. Nëse forca inerciale që rezulton dhe momenti rezultues i forcave inerciale janë zero, atëherë trupi do të jetë plotësisht i balancuar, që do të thotë se trupi rrotullues nuk ushtron ndonjë presion dinamik mbi mbështetësit.

Këto kushte do të plotësohen vetëm kur qendra e masës së trupit shtrihet në boshtin e rrotullimit, i cili do të jetë një nga boshtet e tij kryesore të inercisë. Nëse barazitë (4.1) dhe (4.2) plotësohen njëkohësisht, atëherë momenti centrifugal i inercisë do të jetë i barabartë me zero. Nëse kushti (4.1) është i plotësuar, atëherë trupi konsiderohet i balancuar statikisht, nëse kushti (4.2) është i kënaqur, atëherë trupi konsiderohet i balancuar dinamikisht.

Çekuilibri statik matet me çift rrotullues statik.

G është pesha e trupit rrotullues, n.

Çekuilibri dinamik i një trupi rrotullues matet me sasinë

Në praktikë, një trup i pabalancuar balancohet duke përdorur kundërpesha. Trupat rrotullues, gjatësia totale e të cilëve a është dukshëm më e vogël se diametri i tyre, kanë momente të parëndësishme centrifugale të inercisë; Prandaj, mjafton që trupat e tillë të balancohen vetëm në mënyrë statike.

Le të supozojmë se trupi A është i pabalancuar statikisht. Në rastin më të thjeshtë, kundërpesha vendoset në një vijë që kalon nga qendra e gravitetit S, në anën tjetër të boshtit të rrotullimit në një distancë prej saj. (Fig. 21)

Ne gjejmë masën e kundërpeshës nga ekuacioni (4.1):

Në vend që të vendosni një kundërpeshë, mund të hiqni një pjesë të masës. Sasia e masës së hequr përcaktohet me formulën (4.5). Ndonjëherë rrafshi i montimit të kundërpeshës nuk mund të zgjidhet strukturisht në rrafshin e rrotullimit në të cilin ndodhen masat e çekuilibruara. Në këtë rast, është e mundur të instalohen dy kundërpesha në dy plane pingul me boshtin e rrotullimit, të quajtur zakonisht plane korrigjimi, por është e nevojshme të përjashtohet mundësia e presionit mbi mbështetëset jo vetëm nga forca inerciale që rezulton, por edhe nga momentet e forcave inerciale. Ne përcaktojmë masat dhe kundërpeshat në përputhje me formulat (4.1) dhe (4.2) nga ekuacionet

Duke mbledhur masat e këtyre kundërpeshave, marrim

Balancimi i plotë i një trupi rrotullues mund të arrihet gjithashtu duke përdorur dy kundërpesha të vendosura në aeroplanët 1 dhe 2 të zgjedhur në mënyrë arbitrare dhe në distanca arbitrare nga boshti i rrotullimit.

Trupat rrotullues janë krijuar zakonisht për të qenë të vetë-balancuar. Më shpesh, trupat rrotullues bëhen në formën e një ose disa cilindrave që kanë një bosht të përbashkët që përkon me boshtin e rrotullimit të trupit. Megjithatë, në shumë raste kjo formë nuk mund të arrihet dhe një trup rrotullues pa kundërpesha është i pabalancuar. Për të përcaktuar madhësinë dhe pozicionin e kundërpeshave, është e nevojshme të zgjidhni pjesën e ekuilibruar të trupit nga vizatimi dhe të përcaktoni për pjesët e mbetura - gjunjët, kamerat, etj. qendrat e tyre të gravitetit, duke pasur parasysh se masat e këtyre pjesëve janë të përqendruara në to.

Le të supozojmë se për çdo trup të gjitha masat e tij të çekuilibruara reduktohen në tre masa të çekuilibruara (Fig. 22). Duke përdorur metodën e sjelljes së një vektori në një qendër të caktuar, çdo numër masash që rrotullohen në plane të ndryshme mund të balancohet me dy kundërpesha. Le të vendosen qendrat e gravitetit të masave në tre plane pingul me boshtin e rrotullimit. Kushtet për mungesën e presionit në kushinetat nga vektori kryesor dhe momenti kryesor në lidhje me qendrën e veprimit O 1 të forcave centrifugale të inercisë shprehen me ekuacionet:

Ndërtojmë shumëkëndësha të vektorëve të forcës dhe vektorëve të momentit (Fig. 22 d,e). Vektori balancues në rastin e parë është vektori i paraqitur në planin 2 nga vektori (Fig. 22 c) dhe në rastin e dytë vektori (Fig. 22 e) që përshkruan momentin e rrotullimit të një çifti vektorësh të vendosur në planin 1 dhe të vendosura në rrafshin 2. Secila prej të cilave janë të barabarta në madhësi. Kështu, masat e dhëna do të balancohen plotësisht nga dy masa të vendosura përgjatë në rrafshin 1 dhe përgjatë rezultantes në planin 2. Nga sa më sipër rezulton se:

1.) çdo numër masash rrotulluese të vendosura në të njëjtin rrafsh rrotullimi balancohet nga një kundërpeshë e vendosur në të njëjtin rrafsh, në varësi të kushtit të ekuilibrit

2.) çdo numër masash që shtrihen në plane të ndryshme rrotullimi balancohet nga dy kundërpesha të instaluara në dy plane arbitrare pingul me boshtin e rrotullimit, duke iu nënshtruar dy kushteve ekuilibri:

Për të balancuar një mekanizëm të sheshtë në një themel, është e nevojshme dhe e mjaftueshme të zgjidhni masat e lidhjeve të këtij mekanizmi në mënyrë që qendra e përbashkët e masës e lidhjeve të tij lëvizëse të mbetet e palëvizshme:

dhe momentet centrifugale të inercisë së masave të lidhjeve në lidhje me boshtet x dhe z, y dhe z ishin konstante:

Nëse plotësohen këto kushte, vektori kryesor i forcave të inercisë dhe momentet kryesore të forcave të inercisë në raport me boshtet x dhe y do të balancohen. Momenti kryesor i forcave të inercisë në lidhje me boshtin z, pingul me rrafshin e lëvizjes së mekanizmit, balancohet nga momenti i forcave lëvizëse dhe forcave të rezistencës në boshtin kryesor të makinës. Në praktikë, kur mekanizmat balancues, kushtet e specifikuara (4.9) dhe (4.10) plotësohen pjesërisht.

Supozoni, për shembull, që është dhënë mekanizmi i një menteshë me katër shufra ABCD (Fig. 23), vetëm vektori kryesor i forcave të inercisë duhet të balancohet. Le të shënojmë masat e lidhjeve AB, BC dhe CD, përkatësisht, me dhe; gjatësitë e lidhjeve - përmes dhe dhe largësia e qendrave të gravitetit të këtyre lidhjeve nga pikat A, B dhe C - përmes dhe. Për të përmbushur kushtin (4.9.), është e nevojshme që qendra e përbashkët S e masës së mekanizmit të jetë në vijën e drejtë AD, qoftë midis pikave A dhe D, ose pas tyre. Në këtë rast, qendra S e masës së mekanizmit do të mbetet e palëvizshme gjatë lëvizjes së tij dhe, për rrjedhojë, vektori kryesor i forcave të inercisë së mekanizmit do të jetë i balancuar.

Masat e lidhjeve dhe pozicionet e qendrave të tyre të gravitetit duhet të zgjidhen në mënyrë që

Nëse mekanizmi përbëhet nga n lidhje lëvizëse, atëherë kur zgjidhim problemet e zgjedhjes së masave të mekanizmit që plotësojnë kushtin e ekuilibrit të vektorit kryesor të forcave të inercisë së mekanizmit, kemi 2n sasi të panjohura; mund të përbëhen ekuacione që lidhin këto madhësi (n-1). Pas një përzgjedhje arbitrare të (n+1) sasive, sasitë e mbetura marrin vlera të caktuara. Në mekanizmin në studim, numri i lidhjeve lëvizëse është n=3, numri i vlerave të zgjedhura është 2n=6 dhe numri i ekuacioneve të pavarura është n-1=2. Kështu, duke marrë për shembull vlerat m 3 dhe s 3, nga ekuacioni (4.12) marrim vlerën m 2 s 2, në të cilën mund të specifikojmë një nga të panjohurat dhe të marrim një tjetër. Duke zëvendësuar vlerat e marra në ekuacionin (4.11), ne përcaktojmë vlerën m 1 s 2, e cila gjithashtu mund të specifikohet me një vlerë. Nga ekuacionet (4.11) dhe (4.12) me detyra të ndryshme fillestare, mund të përftohen tre variante të skemave të një mekanizmi të balancuar me katër shirita. Fig. 23 (a, c, d). Si rrjedhim, nëse supozojmë se vendndodhja e qendrës së gravitetit të një lidhjeje pas menteshave të saj korrespondon, si të thuash, me instalimin e një kundërpeshe, atëherë mund të themi se problemi i balancimit të vektorit kryesor të forcave të inercisë së një katërshe -Mekanizmi i menteshës së shiritit mund të zgjidhet duke instaluar kundërpesha në dy nga lidhjet e tij.

Në mënyrë të ngjashme, ju mund të zgjidhni problemin e zgjedhjes së masave të lidhjeve individuale për të balancuar një menteshë me gjashtë shirita dhe çdo mekanizëm të formuar nga shtresimi i grupeve me dy lëvizje. Duke pasur ekuacionet e dhëna (9.) mund të zëvendësohet me një ekuacion vektorial

Ku r s është një vektor që përcakton pozicionin e qendrës së përgjithshme të masës.

Kushti (4.13) plotësohet veçanërisht kur r s =0; kjo gjendje çon në një metodë për zgjedhjen e mekanizmave me lidhje simetrike të masave të barabarta.

Figura 24 tregon diagramet e mekanizmave simetrik të rrëshqitësit me fiksim dhe me katër shufra. Në rastet kur vendosja e lidhjeve në mekanizmat simetrikë është shumë e rëndë ose zgjedhja e masave është strukturalisht jopraktike, përdoret metoda e instalimit të kundërpeshave.

Le të kërkohet, për shembull, të balancohet vetëm vektori kryesor i forcave të inercisë së mekanizmit rrëshqitës me maniçe, diagrami i të cilit është paraqitur në figurën 25. Le të shënojmë masat e manivelit 1, shufrës lidhëse 2 dhe rrëshqitësit 3 me m 1, m 2, m 3 dhe do t'i konsiderojmë të përqendruara në qendrat, përkatësisht lidhjet e gravitetit S 1, S 2 dhe B. Instalojmë një kundërpeshë në vijën AB në pikën D dhe përcaktojmë masën e saj m pr nga kushti që qendra e gravitetit të masave m pr, m 2 dhe m 3 të përputhet me pikën A. Nga ekuacioni i momenteve statike në lidhje me pikën A ne kemi

Masa e kundërpeshës së instaluar në pikën C të fiksimit përcaktohet nga kushti që qendra e gravitetit të masave të përputhet me pikën O. Nga ekuacioni i momenteve statike në lidhje me pikën O gjejmë

Rrezet dhe c të kundërpeshave zgjidhen në mënyrë arbitrare. Pas instalimit të kundërpeshave, qendra e masës së mekanizmit në të gjitha pozicionet e tij do të përkojë me pikën O dhe, për rrjedhojë, do të mbetet e palëvizshme gjatë gjithë funksionimit. Kështu, dy kundërpesha balancojnë plotësisht të gjitha forcat inerciale të mekanizmit në fjalë. Sidoqoftë, një balancim i tillë i plotë i forcave të inercisë së mekanizmave rrëshqitës me manival përdoret rrallë në praktikë, pasi me një rreze të vogël c masa rezulton të jetë shumë e madhe, gjë që çon në shfaqjen e ngarkesave shtesë në çiftet kinematike dhe lidhjet e mekanizmin. Kur rrezja është e madhe, c rritet shumë dimensionet i gjithë mekanizmi. Prandaj, ato shpesh kufizohen vetëm në një balancim të përafërt të forcave inerciale. Kështu, në mekanizmat e rrëshqitësit me manivalë, metoda e instalimit të një kundërpeshe në fiksim është metoda më e zakonshme e balancimit të përafërt të forcave inerciale. Në këto mekanizma, në praktikë, shpesh përdoret balancimi i vetëm masës së fiksimit dhe pjesës së masës së shufrës lidhëse.

Kur zgjidhni disa pyetje të dinamikës së një mekanizmi me një shkallë lirie, mund të zbatoni ligjin e ndryshimit të energjisë kinetike, i cili formulohet si më poshtë: rritja e energjisë kinetike të mekanizmit në lëvizjen e tij përfundimtare është e barabartë me shuma algjebrike e punës së të gjitha forcave të specifikuara.

ku është energjia kinetike e mekanizmit në një pozicion arbitrar

Energjia kinetike e mekanizmit në pozicionin fillestar

Shuma algjebrike e punës së të gjitha forcave dhe momenteve të aplikuara në mekanizëm

Për lëvizjen paralele në plan:

ku është momenti i inercisë së lidhjes në lidhje me boshtin që kalon nga qendra e masës S

Sipas natyrës së ndryshimit të energjisë kinetike, cikli i plotë i punës njësi makine në rastin e përgjithshëm, ai përbëhet nga tre pjesë: nxitimi (fillimi), gjendja e qëndrueshme dhe rënia (ndalimi) (Fig. 4.6). Koha t p karakterizohet nga një rritje në shpejtësinë e lidhjes së drejtimit, dhe kjo është e mundur kur >, dhe gjatë kohës së mbylljes<, т.е. кривая зависимости кинетической энергии в первом случае монотонно возрастает, во втором случае - монотонно убывает.

Lëvizja e qëndrueshme zgjat më shumë. Gjatë kësaj faze kryhet puna e dobishme që është projektuar të bëjë mekanizmi. Prandaj, koha totale e lëvizjes së qëndrueshme mund të përbëhet nga çdo numër i cikleve të lëvizjes që korrespondojnë me një ose më shumë rrotullime të fiksimit.

Ne kemi dy mundësi për lëvizje të qëndrueshme.

Opsioni i parë: energjia kinetike T e mekanizmit është konstante gjatë gjithë mënyrës së lëvizjes. Shembull: një sistem ingranazhesh që rrotullohen me shpejtësi këndore konstante ka energji kinetike konstante.

Opsioni i dytë: karakterizohet nga periodiciteti i lëvizjes së boshtit lëvizës të mekanizmit me luhatje të vogla në T brenda periudhës. Periodiciteti mund të përfshijë një ose dy rrotullime të fiksimit, për shembull, për një motor, periodiciteti i ndryshimit është T - dy rrotullime të fiksimit.

E gjithë rrjedha e energjisë e furnizuar në makinë, si dhe energjia kinetike e vetë makinës gjatë funksionimit të saj, mund të balancohen si më poshtë:

ku është puna e forcave lëvizëse

Puna e forcave të dobishme të rezistencës

Puna e forcave të fërkimit

Puna e forcave të gravitetit

Puna e forcave të inercisë

Për kohën e lëvizjes së qëndrueshme, kur në fund të ciklit dhe në fillim të ciklit të ardhshëm shpejtësia është e njëjtë, d.m.th. punojnë dhe janë të barabartë me zero, d.m.th.

Duke neglizhuar forcën e fërkimit, ne kemi

Ky ekuacion është ekuacioni bazë i energjisë i lëvizjes periodike në gjendje të qëndrueshme të mekanizmit.

Shpejtësia këndore e lidhjes lëvizëse brenda ciklit të lëvizjes së qëndrueshme është përgjithësisht një sasi e ndryshueshme.

Ndryshimet në shpejtësinë këndore të lidhjes lëvizëse shkaktojnë presione shtesë (dinamike) në çiftet kinematike, të cilat zvogëlojnë efikasitetin e përgjithshëm të makinës, besueshmërinë e funksionimit dhe qëndrueshmërinë e saj. Përveç kësaj, luhatjet në shpejtësi degradojnë rrjedhën e punës të makinës.

Luhatja e shpejtësisë është pasojë e dy faktorëve - një ndryshim periodik në momentin e reduktuar të inercisë së mekanizmit dhe natyrën periodike të veprimit të forcave dhe momenteve.

Përveç lëkundjeve periodike të shpejtësive, në mekanizëm mund të ndodhin edhe lëkundje jo periodike, d.m.th. jo e përsëritur, e shkaktuar nga arsye të ndryshme, për shembull një ndryshim i papritur në ngarkesë.

Lloji i parë i lëkundjeve rregullohet brenda pabarazisë së lejuar të lëvizjes duke vendosur masë shtesë (volant) në bosht.

Në rastin e dytë, problemi i rregullimit zgjidhet duke instaluar një mekanizëm të veçantë të quajtur rregullator.

Kufijtë e ndryshimit të lejueshëm të shpejtësisë këndore përcaktohen eksperimentalisht. Lëvizja e pabarabartë e një makine karakterizohet nga raporti i pabarazisë absolute me shpejtësinë mesatare të saj

Zakonisht vendoset dhe ku

Duke pasur marrëdhëniet e mëposhtme:

Zgjidhim dy ekuacione (4.14) së bashku dhe gjejmë:

Ose, duke neglizhuar vlerën për shkak të vogëlsisë së saj, marrim:

Pabarazia periodike në funksionimin e një makine, si rregull, është një efekt i dëmshëm dhe mund të tolerohet për shumicën e makinave vetëm brenda kufijve të caktuar. Këto dukuri të dëmshme në makina shprehen, për shembull, në vijim: dridhjet gjatë lëvizjes së mjeteve transportuese, thyerja e fillit në makinat e tekstilit, mbinxehja e mbështjelljes së motorit elektrik, dridhjet e dritave për shkak të rrotullimit të pabarabartë të armaturës së gjeneratorit të rrymës elektrike, e pamjaftueshme. pastërtia dhe saktësia e trajtimit sipërfaqësor të pjesëve në makinat metalprerëse, heterogjeniteti dhe trashësia e pabarabartë e saldimeve gjatë saldimit duke përdorur makina saldimi automatike, këputja e fletës gjatë tërheqjes së produkteve në presa, etj.

Pabarazia e lejuar e lëvizjes së makinës përcaktohet nga koeficienti d dhe varet nga qëllimi i makinës. Këto vlera janë krijuar nga përvoja shumëvjeçare në funksionimin e makinës.

Kështu, dhe ndryshojnë nga shpejtësia mesatare këndore e dhënë me, e cila për d = 1/25 është vetëm 2%, dhe për d = 1/50 devijimi më i madh është vetëm 1% i. Nga kjo shihet se edhe me d relativisht të mëdha, lëvizja e lidhjes lëvizëse të makinës është mjaft uniforme.

Sa më i madh të jetë momenti i reduktuar i inercisë ose masa e reduktuar e mekanizmit, aq më afër uniformës është lëvizja e lidhjes lëvizëse. Rritja e masave të reduktuara dhe momentit të inercisë realizohet duke montuar praktikisht një volant me masë dhe moment të caktuar inercie në boshtin e makinës.

Kur analizoni funksionimin e një makine dhe përcaktoni ligjin e lëvizjes së lidhjes fillestare të një mekanizmi me një shkallë lirie, është e përshtatshme të operoni jo me masat aktuale që lëvizin me shpejtësi të ndryshueshme, por me masa ose ekuivalente, me kusht. transferohet në çdo lidhje të mekanizmit.

Në të njëjtën mënyrë, forcat ose momentet e aplikuara në lidhje individuale mund të zëvendësohen me kusht nga një forcë ose moment i aplikuar në çdo lidhje të mekanizmit.

Një forcë e reduktuar është një forcë, fuqia e së cilës është e barabartë me shumën e fuqive të të gjitha forcave të aplikuara në lidhje.

Lidhja në të cilën zbatohet forca e reduktuar quhet lidhje e reduktimit.

Fuqia e çdo force të aplikuar në pikën "", bazuar në seksionin e mëparshëm, mund të përcaktohet si momenti i kësaj force në lidhje me fundin e vektorit të shpejtësisë.

Fuqia mund të shkruhet përmes çift rrotullues të reduktuar

Masa e reduktuar është një masë fiktive e përqendruar në pikën e lidhjes së reduktimit, energjia kinetike e së cilës është e barabartë me energjinë kinetike të të gjithë mekanizmit.

ku është momenti i reduktuar i inercisë së lidhjes,

Shpejtësia këndore e lidhjes së aktivizimit,

Shpejtësia e pikës B të lidhjes së reduktimit.

Momenti i reduktuar i inercisë

Momenti i inercisë i sjellë në boshtin kryesor (lidhja lëvizëse) është një moment i tillë i kushtëzuar i inercisë, me të cilin boshti kryesor ka energji kinetike në një pozicion të caktuar të makinës, e barabartë me energjinë kinetike të të gjithë mekanizmit.

Shumica e makinave funksionojnë, si rregull, në një gjendje të qëndrueshme, e cila karakterizohet nga fakti se makina merr nga motori në një cikël aq energji sa shpenzon në të njëjtën kohë për të prodhuar punën për të cilën është menduar.

Një cikël është një periudhë kohore pas së cilës përsëriten të gjithë parametrat që karakterizojnë funksionimin e makinës (përsëritja periodike e shpejtësive, nxitimet, ngarkesa, etj.). Lëvizja e lidhjeve të makinës është kështu periodike. Koncepti i lëvizjes së qëndrueshme nuk do të thotë që lidhja lëvizëse e makinës lëviz në mënyrë të njëtrajtshme.

Le të shqyrtojmë ekuacionin e lëvizjes së lidhjes së reduktimit:

Nga ky ekuacion rezulton se për lëvizje uniforme (d.m.th. kur e = 0) në çdo moment të ciklit duhet të plotësohen kushtet e mëposhtme:

ato. Ndryshimi i momentit duhet të ndjekë ligjin e ndryshimit të produktit, i cili në praktikë nuk mund të arrihet me mjete të thjeshta.

Kështu, edhe me

Kështu, për shembull, fiksimi i një makinerie planifikuese, e cila përfshin një mekanizëm lëkundëse, ose një shtypës me maniak, i cili përfshin një mekanizëm rrëshqitës me maniak, nuk do të lëvizë në mënyrë të barabartë edhe pa ngarkesë.

Barazia e momenteve vërehet jashtëzakonisht rrallë në praktikë. Për këto arsye, lëvizja e qëndrueshme e makinave ndodh me një ndryshim periodik të shpejtësisë, e cila brenda ciklit ndryshon brenda kufijve:

Shumica e makinave funksionojnë, si rregull, në një gjendje të qëndrueshme, e cila karakterizohet nga fakti se makina në një cikël shpenzon të njëjtën sasi pune që merr nga motori për cikël, d.m.th., është një parakusht për lëvizje të qëndrueshme.

Roli fizik i volantit në një makinë mund të imagjinohet si më poshtë. Nëse, brenda një këndi të caktuar rrotullimi të lidhjes fillestare të mekanizmit, puna e forcave lëvizëse është më e madhe se puna e forcave të rezistencës, atëherë lidhja fillestare rrotullohet e përshpejtuar dhe energjia kinetike e mekanizmit rritet.

Në mungesë të një volant, e gjithë rritja e energjisë kinetike shpërndahet midis masave të lidhjeve të mekanizmit. Volant rrit masën totale të mekanizmit dhe për këtë arsye, me të njëjtën rritje të energjisë kinetike, rritja e shpejtësisë këndore pa një volant do të jetë më e madhe se sa me një volant.

Dokumente të ngjashme

Përcaktimi i shkallës së lëvizshmërisë së mekanizmit duke përdorur formulën e Chebyshev P.L. Llogaritja e klasës dhe renditja e grupeve strukturore Assur të një mekanizmi të levës së varur. Ndërtimi i një plani përshpejtimi. Përcaktimi i reaksioneve në çifte kinematike duke ndërtuar plane forcash.

puna e kursit, shtuar 14.02.2016


Analiza dinamike, strukturore, kinematike dhe e forcës së mekanizmit, ndërtimi i planit të shpejtësive dhe nxitimeve. Përzgjedhja e skemës së projektimit dhe llogaritja e projektimit të mekanizmit për forcë. Ndërtimi i diagrameve dhe përzgjedhja e seksioneve të një lidhjeje mekanizmi për lloje të ndryshme seksionesh.

puna e kursit, shtuar 18.09.2010


Përcaktimi i forcave dhe momenteve që veprojnë në lidhjet e mekanizmit të levës dhe mënyrat për të zvogëluar ngarkesat dinamike që lindin gjatë funksionimit të tij. Studimi i mënyrave të lëvizjes së mekanizmave nën ndikimin e forcave të dhëna. Vlerësimi i forcës së elementeve të mekanizmit.

punë kursi, shtuar 24/08/2010


Studimi i lëvizjes së mekanizmit duke ndërtuar diagrame kinematike. Llogaritja kinetostatike e grupeve Asura. Levat e Zhukovsky. Përcaktimi i momentit të reduktuar të inercisë dhe forcave të rezistencës. Sinteza e ingranazheve involute dhe mekanizmave planetare.

puna e kursit, shtuar 05/08/2015


Karakteristikat e metodave të përafërta për përcaktimin e koeficientit të fërkimit të rrëshqitjes, veçoritë e llogaritjes së tij për materiale të ndryshme. Kuptimi dhe llogaritja e forcës së fërkimit sipas ligjit të Kulombit. Dizajni dhe parimi i funksionimit të instalimit për përcaktimin e koeficientit të fërkimit.

punë laboratorike, shtuar 01/12/2010


Thelbi i ligjit për përcaktimin e forcës maksimale statike të fërkimit. Varësia e modulit të forcës së fërkimit rrëshqitës nga moduli i shpejtësisë relative të trupave. Reduktimi i forcës së fërkimit rrëshqitës të trupit duke përdorur lubrifikimin. Ndodh fenomeni i uljes së forcës së fërkimit gjatë rrëshqitjes.

prezantim, shtuar 19.12.2013


Ndërtimi i një plani mekanizmi. Vlerat e analogëve të shpejtësisë. Analiza dinamike e mekanizmit. Problemet e kërkimit të forcës së një mekanizmi levash. Përcaktimi i dimensioneve kryesore të volantit. Sinteza e mekanizmit të kamerës. Metodat për përcaktimin e forcës balancuese.

puna e kursit, shtuar 03/12/2009


Ligji i lëvizjes së mekanizmit të levës në mënyrën e vendosur të funksionimit. Analiza e forcës kinematike e një mekanizmi levë për një pozicion të caktuar. Ligji i lëvizjes së një pompe me një cilindër me një veprim dhe përcaktimi i momenteve të inercisë së volantit.

test, shtuar 14.11.2012


Kompresorët si pajisje për krijimin e një rryme të drejtuar gazi nën presion. Analiza strukturore e mekanizmit, planet e pozicioneve dhe shpejtësive të tij. Procedura e ndërtimit të diagrameve kinematike. Analiza e fuqisë së grupit Assur (lidhjet 2,3,4 dhe 5) dhe lidhjet fillestare.

test, shtuar 23.07.2013


Qëllimi i disqeve elektrike për aktivizimin e pjesëve të punës të mekanizmave dhe makinave, llojet e tyre kryesore. Kërkesat për motorët elektrikë të njësive dhe makinerive ftohëse. Dinamika e makinës elektrike, karakteristikat e saj mekanike.

Çështjet e diskutuara në leksion. Forcat që veprojnë në hallkat e mekanizmave. Përcaktimi i forcave të inercisë së lidhjes. Analiza kinetostatike e mekanizmave.

Disa koncepte bazë.

Forcat lëvizëse - Këto janë forcat e aplikuara në lidhjet e mekanizmit që tentojnë të përshpejtojnë lëvizjen e lidhjes drejtuese; puna e tyre elementare është pozitive.

Forcat e Rezistencës - Këto janë forcat e aplikuara në lidhjet e mekanizmit që tentojnë të ngadalësojnë lëvizjen e lidhjes drejtuese; puna e tyre elementare është negative. Dalloni midis forcave rezistencë e dobishme dhe e dëmshme.

Nën ndikimin e forcave të aplikuara në makinë, shpejtësia këndore e boshtit kryesor të makinës ndryshon gjatë periudhës së lëvizjes së qëndrueshme të makinës, duke u lëkundur rreth një vlere mesatare të caktuar.

Madhësia e diferencës midis vlerave më të mëdha dhe më të vogla të shpejtësisë këndore varet, për forcat e dhëna, nga madhësia e momentit të inercisë së makinës të reduktuar në boshtin kryesor. Sa më i madh të jetë momenti i reduktuar, aq më i vogël është ky ndryshim. Kështu, duke rritur momentin e reduktuar të inercisë së makinës, madhësia e diferencës mund të zvogëlohet.

Madhësia e këtij ndryshimi merret parasysh nga koeficienti i funksionimit të pabarabartë të makinës

.

Praktika ka vendosur kufijtë e sipërm për vlerat e koeficientit d për lloje të ndryshme makinerish, këto vlera janë tabeluar dhe dhënë në literaturën për TMM.

Për të rritur momentin e reduktuar të inercisë së makinës, më shpesh në boshtin kryesor të makinës instalohet një trup i ngurtë në formën e një disku ose buzë me fole, i quajtur volant. volant.

Detyra është të përcaktohet momenti i inercisë së volantit në lidhje me boshtin e rrotullimit të boshtit kryesor, në të cilin do të sigurohen kufijtë e luhatjes së shpejtësisë këndore të boshtit kryesor gjatë lëvizjes së qëndrueshme, të përcaktuar nga koeficienti i pabarazisë. d.

Gjatë zgjidhjes së problemit, ata përdorin teknikën e njohur të dinamikës së makinës, sipas së cilës studimi i lëvizjes së të gjithë makinës zëvendësohet me studimin e lëvizjes së një lidhjeje (lidhja e makinës). Boshti kryesor i makinës shpesh merret si lidhje lëvizëse.

Për të përcaktuar momentin e reduktuar të volantit, rekomandohet përdorimi i metodës Wittenbauer, e cila është metodologjikisht më e suksesshme në krahasim me të tjerat. Metoda konsiston në përcaktimin e momentit të inercisë së volantit me vizatim diagramet e masës së energjisë , i cili ndërtohet duke përjashtuar parametrin j nga diagramet e ndryshimeve të energjisë kinetike të mekanizmit dhe momentit të reduktuar të inercisë, për të cilat fillimisht duhet të ndërtohen diagramet e momenteve të reduktuara të forcave lëvizëse dhe forcave të rezistencës, puna e forcave lëvizëse dhe e forcave të rezistencës.

Kur përcaktohet ligji i lëvizjes së një mekanizmi, masat e të gjitha lidhjeve lëvizëse zëvendësohen nga masa e lidhjes lëvizëse. Nëse lidhja e reduktimit kryen një lëvizje rrotulluese, atëherë përdoret koncepti momenti i reduktuar i inercisë .

ku është shpejtësia lineare e qendrës së gravitetit të lidhjes i-të;

Masa e lidhjes së i-të;

Shpejtësia këndore e lidhjes i-të;

Momenti qendror i inercisë së lidhjes i-të.

Analiza dinamike e mekanizmave

Analiza dinamike mekanizmi është përcaktimi i lëvizjes së mekanizmit nën veprimin e forcave të aplikuara ose përcaktimi i forcave nga një lëvizje e caktuar e lidhjeve. Në varësi të shenjës së punës elementare, të gjitha forcat që veprojnë në hallkat e mekanizmit ndahen në forca lëvizëse dhe forca të rezistencës. Forca lëvizëse quhet forcë puna elementare e së cilës është pozitive dhe forca e rezistencës– një forcë, puna elementare e së cilës është negative. Puna elementare e forcës përkufizohet si produkt skalar i forcës dhe zhvendosja elementare e pikës së zbatimit të saj. Forcat lëvizëse dhe rezistente janë zakonisht funksione të zhvendosjes dhe shpejtësive të pikave të zbatimit të forcave, dhe nganjëherë funksione të kohës.

Forcat e gravitetit mund të jenë ose forca lëvizëse ose forca të rezistencës, në varësi të drejtimit të lëvizjeve elementare. Forcat e fërkimit në çiftet kinematike janë funksione të forcave të presionit normal në sipërfaqe, shpejtësisë relative të lëvizjes së hallkave, parametrave të lubrifikimit, etj.

Këshillohet që të aplikohen metoda të përgjithshme të analizës dinamike të mekanizmave për mekanizmat me një shkallë lirie. Në analizën dinamike, detyra është të përcaktohet lëvizja e lidhjes fillestare sipas forcave të dhëna. Zgjidhja e këtij problemi është gjetja e ligjit të lëvizjes së lidhjes fillestare - varësia e koordinatës së përgjithësuar nga koha.

Ligji i lëvizjes së lidhjes fillestare është zgjidhja e ekuacionit të lëvizjes së mekanizmit. Forma më e thjeshtë e ekuacionit të lëvizjes merret në bazë të teoremës mbi ndryshimin e energjisë kinetike të një sistemi mekanik. Masa e lidhjes lëvizëse përcaktohet nga kushti që energjia e saj kinetike të jetë e barabartë me shumën e energjive kinetike të të gjitha lidhjeve të mekanizmit, dhe fuqia e forcës së reduktuar është e barabartë me shumën e fuqive të të gjitha forcave të shtyra. . Është i përshtatshëm për të përcaktuar forcën e reduktuar duke përdorur metodën e levës së N. E. Zhukovsky.

Kur merret parasysh lëvizja e një mekanizmi, dallohen tre mënyra: drejtimi lart, lëvizja e qëndrueshme dhe rënia. Karakteristikat kinematike të lëvizjes së qëndrueshme:

koeficienti i lëvizjes së pabarabartë të mekanizmit, duke vlerësuar luhatjen relative në shpejtësinë e lidhjes së makinës,

efikasiteti i një mekanizmi, i barabartë me raportin e punës së shpenzuar gjatë periudhës së lëvizjes së qëndrueshme për të kapërcyer rezistencat e dobishme ndaj punës së forcave lëvizëse.

Një nga detyrat e analizës dinamike të mekanizmit është të kryejë një llogaritje kinetostatike, në të cilën përcaktohen reaksionet në çifte kinematike dhe momenti balancues i aplikuar në lidhjen fillestare nga veprimi i forcave të jashtme dhe forcave inerciale.

Llogaritja e forcës së një mekanizmi rrafsh dhe hapësinor kryhet duke përdorur grupe strukturore individuale Assur, të cilat janë zinxhirë kinematikë statikë të përcaktueshëm. Prania e lidhjeve të tepërta çon në një tejkalim të numrit të reaksioneve të panjohura mbi numrin e kushteve kinetostatike, d.m.th., në papërcaktimin statik të problemit. Prandaj, mekanizmat pa lidhje të tepërta quhen edhe mekanizma të përcaktuar statikisht.

Përcaktimi analitik i reaksioneve në çiftet kinematike të mekanizmave statikisht të përcaktuar reduktohet në një konsideratë vijuese të kushteve të ekuilibrit të lidhjeve që formojnë grupe strukturore. Së bashku me zgjidhjen analitike të problemeve të llogaritjes së forcës, përdoret përcaktimi grafik i reaksioneve duke ndërtuar plane të forcës.

Nëse marrim parasysh forcat e fërkimit gjatë llogaritjes së forcës së një mekanizmi, atëherë është e mundur të identifikohen marrëdhënie të tilla midis parametrave të mekanizmit në të cilat, për shkak të fërkimit, lëvizja e lidhjes në drejtimin e kërkuar nuk mund të fillojë, pavarësisht të madhësisë së forcës lëvizëse. Ky fenomen quhet vetëfrenim i mekanizmit, i cili në shumicën e rasteve është i papranueshëm, por ndonjëherë përdoret për të parandaluar lëvizjen e mekanizmit në drejtim të kundërt.

Gjatë projektimit të një mekanizmi, detyra vendoset të zgjedhë në mënyrë racionale masat e lidhjeve të mekanizmit, duke siguruar thithjen e ngarkesave dinamike - detyrën e balancimit të masave të mekanizmit, ose detyrën e balancimit të forcave inerciale që dalin në lidhjet e mekanizmi.

Ajo ndan:

Për problemin e balancimit të ngarkesave dinamike në themel,

Për problemin e balancimit të ngarkesave dinamike në çifte kinematike.

Kur shqyrtohet rasti i balancimit të një lidhjeje rrotulluese të përbërë nga një bosht rrotullues me masa të dhëna të lidhura fort, është e mundur të arrihet balancimi i plotë i të gjitha masave të fiksuara në bosht duke instaluar dy kundërpesha në plane të zgjedhura në mënyrë arbitrare, duke përdorur ndërtimin e një poligoni të forcat dhe një shumëkëndësh momentesh përgjatë vektorëve mbyllës. Të gjitha forcat dhe momentet e çifteve të forcave mund të reduktohen në një lidhje të quajtur lidhje e reduktimit.

Balancimi quhet balancim i masave rrotulluese ose lëvizëse të mekanizmave për të shkatërruar ndikimin e forcave inerciale. Çekuilibër rotori (rrotullues në suportet e një trupi) është gjendja e tij, e karakterizuar nga një shpërndarje e tillë e masave, e cila gjatë rrotullimit shkakton ngarkesa të ndryshueshme në mbështetëse. Këto ngarkesa shkaktojnë goditje dhe dridhje, konsumim të parakohshëm dhe reduktojnë efikasitetin. dhe performancën e makinës. Çekuilibri statik i një trupi është një gjendje kur qendra e tij e gravitetit nuk shtrihet në boshtin e rrotullimit. Për të balancuar një trup rrotullues, është e nevojshme që qendra e tij e gravitetit të shtrihet në boshtin e rrotullimit. Për të balancuar vektorin kryesor të forcave inerciale të një mekanizmi të sheshtë, mjafton që qendra e përbashkët e masës së të gjitha lidhjeve të korrespondojë me gjendjen e koordinatave konstante.

Mosbalancimi i rotorit karakterizohet nga madhësia e çekuilibrit. Prodhimi i një mase të çekuilibruar dhe ekscentricitetit të saj quhet vlera e çekuilibrit dhe shprehet në g-mm.

Nëse disbalanca statike dhe momentale ekzistojnë njëkohësisht, atëherë një çekuilibër i tillë quhet dinamik. Nëse ka çekuilibër të konsiderueshëm, instalohen kundërpesha.

Në varësi të gjendjes së sipërfaqeve të trupave fërkues, dallohen llojet e fërkimit të rrëshqitjes: fërkimi. i pastër(në sipërfaqe pa filma të absorbuar ose komponime kimike), fërkim thatë(fërkimi i sipërfaqeve jo të lubrifikuara), kufiri fërkimi (me një shtresë të lehtë lubrifikimi) dhe fërkimi lëngshme(fërkimi i sipërfaqeve të lubrifikuara). Deformimet e zgjatjeve mund të jenë elastike ose joelastike. Forca e rezistencës në lidhje me lëvizjen e sipërfaqeve krijon forcën e fërkimit. Nëse parregullsitë e sipërfaqes së spikatur vijnë në kontakt, ndodh fërkimi i thatë; nëse ka një shtresë lubrifikanti midis sipërfaqeve, ndodh fërkimi i lëngshëm. Nga fërkimi rrëshqitje të njëjtat zona të sipërfaqeve kontaktuese të një trupi vijnë në kontakt me zona të ndryshme të një trupi tjetër. Nga fërkimi rrotullues zona të ndryshme të sipërfaqeve kontaktuese të një trupi përputhen vazhdimisht me zonat përkatëse të një trupi tjetër.

Varësia e momentit të aplikuar në boshtin e drejtuar të një makine-motori ose në boshtin lëvizës të një makine pune nga shpejtësia këndore e këtyre makinave quhet karakteristikat mekanike të makinës. Makinat e motorit karakterizohen nga një rënie në çift rrotullues me një rritje të shpejtësisë këndore; në makinat e punës, me një rritje të shpejtësisë këndore, çift rrotullimi rritet.

Modaliteti i ndezjes së mekanizmit ndodh kur ndizni një makinë ose mekanizëm dhe kur transferoni mekanizmin nga një shpejtësi më e ulët në një më të lartë. Periudha e ndryshimit të forcave gjatë lëvizjes së qëndrueshme të mekanizmit zakonisht korrespondon me një, dy ose disa rrotullime të lidhjes së makinës dhe mund të përsëritet një numër të pakufizuar herë nëse kushtet e funksionimit të mekanizmit nuk ndryshojnë. Mënyra e uljes së mekanizmit korrespondon me kohën gjatë së cilës mekanizmi ndalon ose transferohet nga një shpejtësi më e lartë në një më të ulët. Për shumicën e makinerive, lëvizja kryesore është lëvizja në gjendje të qëndrueshme, dhe kthimi dhe rënia ndodh vetëm kur makina niset dhe ndalet.

Çështjet e diskutuara në leksion. Forcat që veprojnë në hallkat e mekanizmave. Përcaktimi i forcave të inercisë së lidhjes. Analiza kinetostatike e mekanizmave.

Disa koncepte bazë.

Forcat lëvizëse - Këto janë forcat e aplikuara në lidhjet e mekanizmit që tentojnë të përshpejtojnë lëvizjen e lidhjes drejtuese; puna e tyre elementare është pozitive.

Forcat e Rezistencës - Këto janë forcat e aplikuara në lidhjet e mekanizmit që tentojnë të ngadalësojnë lëvizjen e lidhjes drejtuese; puna e tyre elementare është negative. Dalloni midis forcave rezistencë e dobishme dhe e dëmshme.

Nën ndikimin e forcave të aplikuara në makinë, shpejtësia këndore e boshtit kryesor të makinës ndryshon gjatë periudhës së lëvizjes së qëndrueshme të makinës, duke u lëkundur rreth një vlere mesatare të caktuar.

Madhësia e diferencës midis vlerave më të mëdha dhe më të vogla të shpejtësisë këndore varet, për forcat e dhëna, nga madhësia e momentit të inercisë së makinës të reduktuar në boshtin kryesor. Sa më i madh të jetë momenti i reduktuar, aq më i vogël është ky ndryshim. Kështu, duke rritur momentin e reduktuar të inercisë së makinës, madhësia e diferencës mund të zvogëlohet.

Madhësia e këtij ndryshimi merret parasysh nga koeficienti i funksionimit të pabarabartë të makinës

.

Praktika ka vendosur kufijtë e sipërm për vlerat e koeficientit d për lloje të ndryshme makinerish, këto vlera janë tabeluar dhe dhënë në literaturën për TMM.

Për të rritur momentin e reduktuar të inercisë së makinës, më shpesh në boshtin kryesor të makinës instalohet një trup i ngurtë në formën e një disku ose buzë me fole, i quajtur volant. volant.

Detyra është të përcaktohet momenti i inercisë së volantit në lidhje me boshtin e rrotullimit të boshtit kryesor, në të cilin do të sigurohen kufijtë e luhatjes së shpejtësisë këndore të boshtit kryesor gjatë lëvizjes së qëndrueshme, të përcaktuar nga koeficienti i pabarazisë. d.

Gjatë zgjidhjes së problemit, ata përdorin teknikën e njohur të dinamikës së makinës, sipas së cilës studimi i lëvizjes së të gjithë makinës zëvendësohet me studimin e lëvizjes së një lidhjeje (lidhja e makinës). Boshti kryesor i makinës shpesh merret si lidhje lëvizëse.

Për të përcaktuar momentin e reduktuar të volantit, rekomandohet përdorimi i metodës Wittenbauer, e cila është metodologjikisht më e suksesshme në krahasim me të tjerat. Metoda konsiston në përcaktimin e momentit të inercisë së volantit me vizatim diagramet e masës së energjisë , i cili ndërtohet duke përjashtuar parametrin j nga diagramet e ndryshimeve të energjisë kinetike të mekanizmit dhe momentit të reduktuar të inercisë, për të cilat fillimisht duhet të ndërtohen diagramet e momenteve të reduktuara të forcave lëvizëse dhe forcave të rezistencës, puna e forcave lëvizëse dhe e forcave të rezistencës.

Kur përcaktohet ligji i lëvizjes së një mekanizmi, masat e të gjitha lidhjeve lëvizëse zëvendësohen nga masa e lidhjes lëvizëse. Nëse lidhja e reduktimit kryen një lëvizje rrotulluese, atëherë përdoret koncepti momenti i reduktuar i inercisë .

ku është shpejtësia lineare e qendrës së gravitetit të lidhjes i-të;