Dinamik tmm analizi. Mekanizmalar ve makineler teorisi

slayt 13

13 1 - muylu rc - muylu yarıçapı Δ - boşluk  - sürtünme çemberinin yarıçapı;  \u003d O1C ΔO1SK'dan  \u003d günah  O1C \u003d O1K günah  Mc \u003d Q12.O1C \u003d Q12. rc.sin  Küçük açılarda sin ≈tg =f . Sonra: Mc= Q12. rö.f Döner dişli kutusunda sürtünme dikkate alındığında, ortaya çıkan reaksiyon, sürtünme açısı  ile ortak normalden sapar ve  yarıçaplı sürtünme dairesine teğet geçer.

Slayt 14

yuvarlanma sürtünmesi

14 Yuvarlanma sürtünmesi - temas eden ve etkileşen iki gövdeden birinin diğerine göre hareket eden gövdenin dönüşüne karşı yuvarlanmasından kaynaklanan kuvvetlerin momenti.

slayt 15

yuvarlanma sürtünme katsayısı

15 Yuvarlanma sürtünme katsayısı, bir çift yuvarlanma sürtünmesinin omuzudur, yani. normal reaksiyonun kaydırıldığı mesafe. Yuvarlanma sürtünme katsayısı f = Мmax/N'dir. Doğrusal birimlerle ölçülür ve ampirik olarak belirlenir.

slayt 16

Açı ve sürtünme konisi

Slayt 17

Bilyalı ve makaralı yataklarda sürtünme

17 Yuvarlanma sürtünmesi, temas noktalarındaki hızları değer ve yön olarak aynı olan iki katı cismin hareketinin sürtünmesidir. Bu etkileşim ve buna bağlı olarak sürtünme türü, bilyalı ve makaralı yataklarda, makaralı kılavuz eşlerinde gözlenir.

Slayt 18

Düz mekanizmaların atalet kuvvetleri

18 Bağlantıların hareket hızındaki bir değişiklikten kaynaklanan ve bağlantıları tutan bağlara etki eden bağlantıların atalet kuvvetleri ve momentleri. Atalet kuvvetleri hızlanma sırasında hareketi engeller ve yavaşlama sırasında buna katkıda bulunur. Atalet kuvvetleri, bağlantının atalet merkezinin ivme vektörü ile kütlenin çarpımı tarafından belirlenir.

Slayt 19

eylemsizlik kuvvetleri

19 Atalet kuvvetleri - D'Alembert tarafından hareketli mekanik sistemlerin kuvvet hesaplaması için önerildi. Bu kuvvetler sisteme etki eden dış kuvvetlere eklendiğinde, sistemin yarı statik bir dengesi kurulur ve statik denklemler kullanılarak (kinetostatik yöntemi) hesaplanabilir. Eylemsizlik kuvvetlerini belirlemeye yönelik hesaplama ifadeleri, Teorik Mekanik dersinden size aşinadır.

Slayt 20

Kendi kendine muayene için sorular

20 1. Mekanizmaların güç analizinin temel özellikleri? 2. Hareket sırasında mekanizmanın bağlantılarında hangi kuvvetler ve momentler ortaya çıkabilir? 3. Makinelerin temel özellikleri nelerdir. 4. Ne tür sürtünmeler biliyorsunuz, tanımlayın? 5. Kayma sürtünmesi ile yuvarlanma sürtünmesi arasındaki fark nedir? 6. Sürtünme katsayısı nasıl belirlenir?

Tüm slaytları görüntüle

İyi çalışmalarınızı bilgi tabanına gönderin basittir. Aşağıdaki formu kullanın

Öğrenciler, yüksek lisans öğrencileri, bilgi tabanını çalışmalarında ve çalışmalarında kullanan genç bilim adamları size çok minnettar olacaktır.

Yayınlanan http://www.allbest.ru/

Yayınlanan http://www.allbest.ru/

Dinamik mekanizma analizi

1. Kinetostatik Sorunları

Yeni mekanizmaların tasarımına genellikle güç için elemanlarının hesaplanması eşlik eder ve bağlantıların boyutları, üzerlerine etki eden kuvvetlere göre belirlenir.

Yalnızca hareket geometrisinin dikkate alındığı mekanizmaların kinematiğinde, bağlantıların ana hatları ihmal edilmişse, örneğin menteşelerin merkezleri arasındaki mesafe ve belirleyen diğer boyutlar gibi yalnızca karakteristik boyutlar sabitlenmiştir. bağlantıların göreceli hareketi, o zaman gücü hesaplarken, bağlantının üç boyutlu uzayda bir fikri olması gerekir. Teknolojik ve mekanik dirençlerin bir sonucu olarak ortaya çıkan kinematik çiftlerin elemanlarına etkiyen kuvvetler, eğer ikincisinin boyutları seçilirse bağlantılardaki gerilmeleri belirler, eğer gerilmeler ise bağlantıların boyutlarını belirler. linklerin materyali verilmiştir.

Bu nedenle, kuvvet mekanizmalarının hesaplanması, kuvvetlerin belirlenmesinden önce yapılmalıdır, bu nedenle, kinetostatiğin ana görevlerinden biri, kinematik çiftlerin elemanları üzerinde etkili olan ve çalışma sırasında bağlantıların deformasyonuna neden olan kuvvetleri belirlemektir.

Atalet kuvvetlerini hesaba katmadan mekanizmanın bağlantılarına etki eden kuvvetleri hesaplama yöntemleri, mekanizmaların statiği adı altında birleştirilir ve bağlantıların atalet kuvvetlerini dikkate alarak kuvvetleri hesaplama yöntemleri belirlenir. yaklaşık olarak, mekanizmaların kinetostatikleri olarak adlandırılır. Uygulamada, atalet kuvvetlerini verilen dış kuvvetler olarak düşünürsek, mekanizmaların statik ve kinetostatik hesaplama yöntemleri farklı değildir.

Kinetostatik, atalet kuvvetlerini hesaba katarak mekanizmanın bağlantılarına etki eden kuvvetleri hesaplama yöntemlerini birleştirir.

2. Mekanizma üzerine etki eden kuvvetler

2.1 Kuvvetlerin sınıflandırılması

Makinenin çalışması sırasında, bağlantılarına aşağıdakileri içeren belirli dış kuvvetler uygulanır: itici güç, teknolojik direnç kuvveti, bağlantıların yerçekimi kuvvetleri, mekanik veya ek dirençler ve sonucunda ortaya çıkan atalet kuvvetleri. bağlantının hareketi. Bilinmeyen kuvvetler, kinematik çiftlerin elemanlarına etki eden bağların tepkileri olacaktır.

Bağlantılara etki eden kuvvetler geleneksel olarak 2 gruba ayrılır: itici kuvvetler Pdv ve direnç kuvvetleri R C.

İtici kuvvetlere pozitif iş üreten kuvvetler denir, yani. itici kuvvetin yönleri ve uygulama noktasının hızı ya çakışır ya da bir dar açı oluşturur.

Ancak bazı durumlarda tahrik bağlantısına uygulanan kuvvet bir direnç kuvvetine dönüşebilir ve bu nedenle negatif iş üretecektir. Örnek olarak, gaz karışımını sıkıştırırken pistona etkiyen kuvvetin negatif iş ürettiği ısı motorlarını gösterebiliriz.

Örneğin içten yanmalı bir motorda, itici güç, yanıcı karışımın tutuşması sırasındaki basınç kuvvetlerinin sonucu olacaktır.

Direnç kuvvetlerine mekanizmanın halkalarının hareketini engelleyen kuvvetler denir. Bu kuvvetlerin işi her zaman negatiftir, yani. kuvvetin yönü ve uygulandığı noktanın hızı ya zıttır ya da geniş bir açı oluşturur. Yararlı direniş ve zararlı direniş güçleri vardır. Çalışan makinelerde faydalı direnç kuvveti, örneğin metal kesmeye karşı direnç, gaz sıkıştırmaya karşı dirençtir. Zararlı direniş kuvvetleri, sürtünme kuvvetleri, çevrenin direniş kuvvetleridir.

Bu kuvvetlere ek olarak, ağırlık merkezlerinde uygulanan G bağlantılarının yerçekimi kuvvetlerini (ağırlık kuvvetleri), bağlantıların atalet kuvvetlerini ve bağlantı reaksiyonlarının kuvvetlerini hesaba katmak gerekir.

Atalet kuvvetleri P u, bağlantı düzensiz hareket ettiğinde ortaya çıkar. Atalet kuvvetleri, ağırlık kuvvetleri gibi hem pozitif hem de negatif iş yapabilir.

Kinematik çiftler halinde etki eden R bağlantısının reaksiyon kuvvetleri, mekanizmadan izole edilmiş herhangi bir bağlantı düşünüldüğünde ortaya çıkar. Tüm mekanizma bir bütün olarak ele alındığında, bağların tepkileri iç kuvvetler, yani. ikili dengeli

Makinelerde mekanik veya ek dirençler F, esas olarak kinematik çiftlerin elemanlarının nispi hareketi sırasında ortaya çıkan direnç kuvvetleri veya başka bir deyişle, çevresel direnç, örneğin aerodinamik dirençler şeklinde sürtünme kuvvetleri şeklinde bulunur. , örneğin halatlar, zincirler, kayışlar vb. gibi esnek bağlantıların sertliğinden kaynaklanan direnç kuvvetleri. Sürtünme kuvvetleri, kinematik çiftlerde hareket eden normal reaksiyonların etkisi altında ortaya çıkar ve bilinen kuvvetlerdir. Sürtünme kuvvetleri, kural olarak, negatif iş üretir, çünkü bunlar her zaman kinematik çiftlerin elemanlarının göreli hızlarına zıt yönde yönlendirilirler. Makinelerin çalışmasına eşlik eden bu tür ek direnç en önemlisidir, çünkü çoğu durumda makineyi harekete geçirmek için harcanan enerjinin neredeyse tamamı sürtünme kuvvetlerinin üstesinden gelmek için harcanır. Bunun ışığında, sürtünme kuvvetleri ayrı ayrı ele alınacaktır.

2.2 Makinelerin dış kuvvetleri ve mekanik özellikleri

Dış kuvvetler, yerçekimi, sabit bir talaş kesitli metalin kesme direnci vb. gibi sabit olabilir veya yalnızca etki ettikleri bağlantının konumuna bağlı olarak (içten yanmalı pistona etki eden gazların basınç kuvvetleri) olabilir. motor veya kompresör, presin zımbasının delikler açarken karşılaştığı direnç, vb.), bağlantı hızı (elektrik motorunun torku, yağlanan gövdelerin sürtünme kuvvetleri vb.), zamanında. Ek olarak, yukarıda listelenen bir dizi bağımsız değişkene bağlı olarak, makineye kuvvetler etki edebilir. Bir dış kuvvetin belirli bir değerini belirlemek, ancak özelliği verilmişse mümkündür.

Bu nedenle, dört zamanlı bir içten yanmalı motorun ana mekanizması için, silindirdeki gaz basıncındaki P değişim yasası bir gösterge şeması ile verilir - bağımlılık P = ѓ (H) (Şekil 1)

Motorun tam devri, krankın iki devri içinde tamamlanır. Devrimin ilk yarısı için, yanıcı karışım FO emilir, devrimin ikinci yarısı için, bu karışım DA eğrisi boyunca OD sıkıştırılır - karışımın tutuşması, AB eğrisi boyunca - ateşlenen karışımın genişlemesi (güç darbesi) BF eğrisi boyunca - egzoz.

Mekanizmanın planından alınan x yer değiştirmesini H ekseni boyunca çizerek, gösterge diyagramında karşılık gelen ordinatı bulmak kolaydır.

Piston üzerindeki aşırı basınç P, silindirdeki gaz basıncı ile atmosfer basıncı arasındaki farktır, atmosferik basınç hattından ölçülen ordinatla orantılıdır.

Pistona etki eden kuvvet aşağıdaki formülden belirlenir:

burada d piston çapıdır.

Tek etkili bir kompresör için, silindirdeki gaz basıncındaki değişim yasası da bir gösterge diyagramı ile verilmektedir (Şekil 2).

kinetostatik dişli makine sürgülü

FCD eğrisi - gaz sıkıştırma,

DA - egzoz,

AB - ölü hacimde kalan gazın genişlemesi,

BF - gazın yeni bir kısmının emilmesi

Kuvvet Ölçek Faktörü

x değişkenine karşılık gelen ordinat nerede.

Motor milindeki güç değişiminin veya devir sayısına bağlı olarak ortalama torkun şemasına motorun mekanik özelliği denir (Şekil 3).

2.3 Atalet kuvvetlerinin belirlenmesi

Mekanizmanın çalışması sırasında atalet kuvvetleri ortaya çıkar. Kinematik çiftlerde ek basınca neden olurlar. Bu kuvvetler özellikle yüksek hızlı makinelerde büyüktür.

Atalet kuvvetleri, bağlantıların verilen ağırlıkları ve ivmeleri ile belirlenir. Belirleme yöntemi, bağlantının hareket tipine bağlıdır.

İlk durum: bağlantı, düzlem-paralel bir hareket yapar (biyel). Bu durumda temel atalet kuvvetlerinin bileşke P u kuvvetine ve M u atalet momenti kuvvetlerine indirgendiği bilinmektedir.

Eylemsizlik kuvveti P u, bağlantının ağırlık merkezine uygulanır ve şuna eşittir:

m bağlantının kütlesidir

a s - bağlantının ağırlık merkezinin doğrusal ivmesi.

Atalet kuvvetlerinin momenti:

J s, bağlantının ağırlık merkezine göre eylemsizlik momentidir,

Bağlantının açısal ivmesi.

Eksi işareti, P u atalet kuvvetinin a s ivmesinin zıt yönüne yönlendirildiğini ve M u momentinin açısal ivmenin zıt yönüne yönlendirildiğini gösterir.

İvmelerin büyüklüğü ve yönü kinematik hesaplamadan belirlenir. Ve m, J s değeri verilmelidir.

P u kuvveti ve M u momenti, salınım noktasında uygulanan bir bileşke P u kuvveti ile değiştirilebilir (Şekil 4).

Bunu yapmak için, atalet kuvveti P u eşit bir mesafeye aktarılmalıdır.

Bu omuzun değeri şu şekilde bulunur: ivme planından (Şekil 3.3) AB bağlantısına bir üçgen aktarılır.

"K" noktasını (salınım noktası) bulan segmentte, ağırlık merkezinin ivme vektörünün tersi yönde yönlendirilmiş atalet kuvveti vektörünü uygularız.

İkinci durum: bağlantı bir dönme hareketi yapar (Şekil 5)

a) Düzgün olmayan dönüşte ve ağırlık merkezi dönme ekseniyle örtüşmediğinde, atalet kuvveti Pu ve atalet kuvvetleri momenti gerçekleşir. Kuvvet ve moment azaltıldığında, omuz SK, formül (3.4) ile belirlenir:

burada SK, ağırlık merkezinden salınım noktasına olan mesafedir.

b) Düzgün hareketle, P ve ağırlık merkezine yerleştirilmiştir.

M u \u003d 0 çünkü =0.

c) Ağırlık merkezi dönme ekseni ile çakışıyor = 0, sonra P u = 0; M u = 0.

Üçüncü durum: bağlantı bir öteleme hareketi yapar (kaydırıcı) (Şekil 6).

Burada, M u \u003d 0. Bağlantının hareketi düzensiz ise, atalet kuvveti ortaya çıkar.

Kurs tasarımı görevinde bağlantının atalet momenti belirtilmemişse, aşağıdaki formülle yaklaşık olarak belirlenebilir:

m bağlantının kütlesidir,

l - bağlantı uzunluğu,

K - katsayısı 810

Mekanizma dinamiğinin görevlerinden biri, kinematik çiftlerin elemanlarına etki eden kuvvetleri ve sözde dengeleme kuvvetleri belirlemektir. Bu kuvvetlerin bilgisi, mekanizmaların gücünü hesaplamak, motor gücünü belirlemek, sürtünme yüzeylerinin aşınmasını belirlemek, yatak tipini ve yağlamalarını vb. belirlemek için gereklidir, yani. mekanizmanın kuvvet hesabı, makine tasarımının temel aşamalarından biridir.

Kuvvetleri dengeleyerek, verilen dış kuvvetleri dengeleyen kuvvetleri ve mekanizmanın bağlantılarının atalet kuvvetlerini, krankın düzgün dönüş koşulundan belirlenen anlamak gelenekseldir. Mekanizmaya uygulanması gereken dengeleme kuvvetlerinin sayısı, ilk bağlantıların sayısına veya başka bir deyişle mekanizmanın serbestlik derecelerinin sayısına eşittir. Dolayısıyla, örneğin, bir mekanizmanın iki serbestlik derecesi varsa, o zaman mekanizmaya iki dengeleme kuvveti uygulanmalıdır.

3. Mekanizmaların güç analizi. Kinematik çiftlerde reaksiyonların belirlenmesi

Mekanizmaların kuvvet analizi, dinamiklerin doğrudan veya ilk görevinin çözümüne dayanır - belirli bir hareketten etki eden kuvvetleri belirlemek. Bu nedenle, kuvvet analizinde ilk bağlantıların hareket yasaları verilmiş kabul edilir. Mekanizmanın bağlantılarına uygulanan dış kuvvetler de genellikle verilmiş olarak kabul edilir ve bu nedenle, yalnızca kinematik çiftlerdeki reaksiyonlar belirlemeye tabidir. Ancak bazen ilk bağlantılara uygulanan dış kuvvetlerin bilinmediği kabul edilir. Daha sonra güç analizi, ilk bağlantıların kabul edilen hareket yasalarının yerine getirildiği kuvvetlerin belirlenmesini içerir. Her iki problemi de çözerken, üzerine etki eden tüm dış kuvvetlere atalet kuvvetleri eklenirse, bir mekanizmanın bağlantısının dengede olarak kabul edilebileceği D "Alembert ilkesi kullanılır. Bu durumda denge denklemlerine denir. kinetostatik denklemleri sıradan denklemlerden ayırt etmek için statik, yani atalet kuvvetlerini hesaba katmadan denge denklemleri.Genellikle, düz mekanizmaların bağlantıları hareket düzlemine paralel bir simetri düzlemine sahiptir.Daha sonra atalet kuvvetlerinin ana vektörü P u bağlantısı ve bağlantının atalet kuvvetlerinin ana momenti aşağıdaki formüllerle belirlenir:

m, bağlantının kütlesidir;

Kütle merkezinin ivme vektörü.

Mekanizmanın kinetostatik hesabında, kinematik çiftlerdeki tepkilerin ve ya dengeleme kuvvetinin ya da kuvvet çiftinin dengeleme momentinin belirlenmesi gerekir.

Mekanizmaların kuvvet hesabı, kinematik çiftlerde sürtünme olmadığı ve mekanizmaya etki eden tüm kuvvetlerin aynı düzlemde yer aldığı varsayımıyla yapılacaktır.

İyi bilinen kuvvet hesaplama yöntemlerinden biri, mekanizmanın her bir bağlantısını dengede dikkate alma yöntemidir. Bu yöntemle mekanizma ayrı bağlantılara bölünmüştür.

İlk olarak, ana (önde gelen) sayarak aşırı bağlantının dengesi, daha sonra aşırıya bağlı bağlantının dengesi vb. Ana bağlantının dengesi en son olarak kabul edilir.

Tek bir bağlantının dengede olduğu göz önüne alındığında, alınan bağlantı üzerinde kopmuş bağlantıların etki ettiği bağların tepkileri de dahil olmak üzere tüm dış kuvvetlerin (P DV, R PS, R I, G) ona uygulanması gerekir.

Dört bağlantılı mekanizma örneğini kullanarak hesaplama prosedürünü açıklayalım. İlk olarak, bağların tepkimeleri de dahil olmak üzere tüm etki eden kuvvetleri uygulayarak, bağlantı 3'ü (külbütör kolu) dengede ele alıyoruz. (Şek. 7)

Dönen "C" çiftindeki reaksiyonun büyüklüğü veya yönü bilinmemektedir.

Bu reaksiyonu belirlemek için, biri biyel kolu (2) boyunca yönlendirilen, ikinci bileşen külbütör (3) boyunca yönlendirilen iki bileşenle (Şekil 7b) değiştiriyoruz.

Değer, dikkate alınan bağlantının denge koşulundan bulunabilir.

Bağlantı (3) aşağıdaki kuvvetlerin etkisi altında dengededir R P.S.; P çıkışı; G3; R03; ; .

D noktası etrafındaki tüm kuvvetlerin momentlerinin denklemini oluşturuyoruz

Bu değeri belirledikten sonra negatif olduğu ortaya çıkarsa, yönü seçilenin tersi olacaktır. Bileşen, dengede olan tek bir bağlantı (2) göz önüne alınarak bulunabilir (Şekil 8a).

Bağlantı denge koşulundan (2) yazabiliriz

Kalan bilinmeyen reaksiyon R12, bu bağlantının kuvvetleri çizilerek grafik bir yöntemle bulunabilir (Şekil 3.8b).

Bağlantı denge denklemi (2) aşağıdaki forma sahiptir:

İsteğe bağlı olarak seçilen bir kutuptan, kuvveti ölçekte bir vektör şeklinde çizeriz, buna geometrik olarak G kuvvetini aynı ölçekte gösteren bir vektör ekleriz, vb.

Vektör bize ölçekte R12 tepkimesinin büyüklüğünü verir.

Bunu yapmak için AB krankını dengede görüyoruz. (Şek. 9).

Krank, G 1 ağırlık kuvvetinin etkisi altındadır , bağlantı çubuğunun (2) krank üzerindeki reaksiyonu R 21 , atalet kuvveti P u 1 .

Bu kuvvetlerin etkisi altında, genel durumda kranklar dengede olmayacaktır. Denge için, bir P y dengeleme kuvveti veya M y dengeleme momenti uygulamak gereklidir.

Bu dengeleme kuvvetleri ve torklar, motordan gelen reaktif kuvvetler veya torklardır.

Dengeleme kuvveti normal boyunca kranka yönlendirilsin ve B noktasına uygulansın. AB bağlantısının denge koşulundan, A noktası etrafındaki tüm kuvvetlerin momentlerinin toplamı için bir denklem oluşturabiliriz.

Dengeleme kuvveti, tüm mekanizmanın dengede olduğu bir yöntemle de bulunabilir.

Mekanizmanın denge durumu aşağıdaki denklemle ifade edilebilir:

Eylemsizlik kuvvetleri ve dengeleme kuvvetleri dikkate alınarak mekanizmaya uygulanan tüm kuvvetlerin kuvvetlerinin toplamı sıfıra eşittir.

i. noktada uygulanan kuvvetin anlık gücü, bu noktanın döndürülmüş hızının vektörünün sonuna göre bu kuvvetin momenti ile orantılıdır (Şekil 10).

Dengeleme kuvveti denge denkleminden bulunabilir. Mekanizma için 90° döndürülmüş bir kutupsal hız planı oluşturulduğunda, Zhukovsky'nin yardımcı kolunun yardımıyla Py'yi bulmak genellikle uygundur. İkinci durumda, bulunan hız vektörlerinin uçlarına dış kuvvetler uygulanmalıdır.

Bundan sonra, döndürülmüş hız planını Р kutbu etrafında dönen rijit bir kaldıraç olarak düşünürsek, kaldıracın denge denklemini direğe göre kuvvetlerin momentlerinin toplamı olarak yazabiliriz:

Rijit bir kaldıraç olarak kabul edilen hız planının denge denklemi, güç denklemiyle aynıdır.

Kuvvetlere ek olarak, mekanizmanın bağlantılarına da bir M momenti uygulanırsa (Şekil 11), bileşeni şuna eşit olan bir çift kuvvet olarak kabul edilebilir:

Bulunan kuvvetler P, hız planının karşılık gelen temsil noktalarında uygulanır.

4. Kinematik çiftlerde sürtünme

4.1 Kayma sürtünmesi

Bir mekanizmadaki sürtünme kayıpları, kinematik çiftlerindeki sürtünme kayıpları anlamına gelir. İki ana sürtünme türü vardır: kayma sürtünmesi ve yuvarlanma sürtünmesi. Alt kinematik çiftlerde, daha yüksek çiftlerde kayma sürtünmesi meydana gelir - sadece yuvarlanma sürtünmesi veya kayma sürtünmesi ile birlikte yuvarlanma sürtünmesi.

A ve B hareketli cisimlerinin (Şekil 12) yüzeyleri temas halindeyse, bu durumda oluşan sürtünmeye kuru denir. Yüzeyler birbirine değmiyorsa (Şekil 13) ve aralarında bir yağlayıcı tabakası varsa, bu sürtünmeye sıvı sürtünmesi denir. Yarı kuru (kuru baskın) veya yarı sıvı sürtünme olduğu durumlar da vardır.

4.2 Kuru sürtünme

Temel yasalar:

1. Belirli bir hız ve yük aralığında, kayma sürtünme katsayısı sabit olarak kabul edilebilir ve sürtünme kuvveti F normal basınçla orantılıdır:

f kayma sürtünme katsayısıdır,

N normal basınçtır.

2. Kayma sürtünme katsayısı, sürtünme yüzeylerinin malzemesine ve durumuna bağlıdır.

3. Sürtünme kuvvetleri daima bağıl hızların tersi yönde yönlendirilir.

4. Durgun durumdaki sürtünme katsayısı, hareket sırasındaki sürtünme katsayısından biraz daha büyüktür.

5. Hareket hızındaki artışla, çoğu durumda sürtünme kuvveti azalır ve belirli bir sabit değere yaklaşır; düşük hızlarda, sürtünme katsayısı neredeyse hızdan bağımsızdır.

6. Artan özgül basınçla, çoğu durumda sürtünme katsayısı artar. Düşük özgül basınçlarda, sürtünme katsayısı, özgül basınç ve temas alanının değerinden neredeyse bağımsızdır.

7. Ön temas süresi arttıkça sürtünme kuvveti artar.

4.3 Akışkan sürtünmesi

Kuru sürtünme ile, ısıya ve sürtünme yüzeylerinin aşınmasına dönüşen büyük bir iş harcaması vardır. Bu fenomeni ortadan kaldırmak için sürtünme yüzeyleri arasına bir yağlayıcı tabakası eklenir. Bu durumda, belirli koşullar altında, yağlayıcı tabaka sürtünme yüzeylerini tamamen ayırabilir (Şekil 3.13).

4.4 Bir kaydırıcıyı yatay bir düzlemde kaydırırken sürtünme

Bir yatay kılavuz 2 ve bir kaydırıcıdan 1 oluşan bir öteleme kinematik çifti, Şekil 14'te gösterilmektedir. Aşağıdaki kuvvetlerin kaydırıcıya etki etmesine izin verin 1: PD - sürüş, G - kaydırıcıya etki eden yük ağırlığı veya yük, N - normal reaksiyon, F 0 - istirahatte sürtünme kuvveti (teğetsel reaksiyon). Hareket eden bir kaydırıcı ile, F 0 sürtünme kuvveti yerine, hareket ve toplam reaksiyon sırasında sürtünme kuvveti F etki eder.

Toplam reaksiyonun, kaydırıcının hareketine zıt yönde normalden sapma açısına sürtünme açısı denir.

Verilen

Bu nedenle, sürtünme katsayısı, sürtünme açısının tanjantına eşittir.

4.5 Bir kinematik başak çiftinde sürtünme - yatak

Bir boşluğun varlığında, MD'nin etkisi altındaki muylu, en alt konumundan, itici güçler ile direnç kuvvetleri arasındaki bir denge ile karakterize edilen yeni bir konuma yuvarlanır. Şek. 15'te aşağıdaki gösterimler kabul edilir: - saplama yarıçapı, Q - dış yük, R - saplamaya etki eden yatak reaksiyonu, - sürtünme açısı, - sürtünme çemberi yarıçapı.

Q ve R kuvvetleri, momenti direnç momenti olan bir çift kuvvet oluşturur; verilen her anda, itici güçlerin anını dengeler, yani. .

Direnç kuvvetlerinin momenti

sürtünme kuvveti momenti,

nerede; - başak yarıçapı;

Açının küçük olması nedeniyle, değer Bu nedenle, sürtünme dairesinin yarıçapı, toplam reaksiyon R'nin dış yük Q'dan yer değiştirmesine eşittir.

Yani sürtünme momenti

5. Mekanizmanın verimliliği

mekanik verimlilik makineler, faydalı dirençlerin işinin mutlak değerinin oranını A P.S. sürekli hareket periyodu için A D itici kuvvetlerin işine:

Sürekli hareket eden makinenin hareket denkleminden buluruz.

(1) ifadesinin yerine yerleştirildikten sonra, verimlilik için aşağıdaki ifadeyi elde ederiz:

kayıp faktörü nerede.

Verimlilik ne kadar büyükse, zararlı dirençlerin işi o kadar az olur. Örneğin, sabit hareketin bir devrinde kaldıraç mekanizmasının on iki pozisyonundaki anlık verimleri belirledikten sonra, fonksiyonun bir grafiğini oluşturmak mümkündür. Pratikte, genellikle sabit hareket periyodu için verimliliğin aritmetik ortalama değerini kullanırlar:

Mekanizmanın belirli pozisyonlarında makinenin anlık verimi çok düşük olabilir. Bir bağlantının anlık verimliliği, bir güç oranı olarak ifade edilebilir:

nerede N P.S. - mekanizmanın her konumu için faydalı direnç kuvvetlerinin anlık gücü;

N D, mekanizmanın karşılık gelen konumu için itici kuvvetlerin anlık gücüdür.

Bir grup seri bağlantılı mekanizma veya makinenin K.p.d. Ünitede bulunan bir dizi makine veya mekanizma seri (Şekil 16 a), paralel (Şekil 16 b) bağlanabilir.

Bir dizi mekanizma bağlantısına sahip bir makinenin genel verimliliği, verimliliklerinin ürününe eşittir.

Genel olarak

Bir grup paralel bağlı mekanizma veya makinenin K.p.d. Bu bağlantı, toplam enerji akışının dallanmasıyla karakterize edilir.

Toplam verimlilik şuna eşittir:

Şekil 16

6. Sürtünmeyi hesaba katarak kinematik çiftlerdeki reaksiyonların belirlenmesi

Sürtünmeyi hesaba katmadan ilk kısımda yapılan hesaplama, ilk yaklaşımda mekanizmanın kinematik çiftlerindeki reaksiyonların değerlerini verir. Sürtünmeyi hesaba katan kuvvetlerin belirlenmesi daha ileri bir iyileştirmedir ve genellikle (ve bizim durumumuzda) ardışık yaklaşımlar yöntemiyle gerçekleştirilir. İkinci yaklaşımı gerçekleştirmek için, tüm çiftlerde kayma sürtünme katsayılarının değerleri ve dönme çiftlerinin muylularının çapları belirtilir. Sürtünmeli ve sürtünmesiz mekanizmayı hesaplama yöntemi aynıdır. Tek fark, öteleme çiftlerindeki reaksiyon kuvvetlerinin, sürtünme açısıyla önceki normallerinden sapması ve öteleme çiftinin hız vektörüne karşı yöneltilmiş olmasıdır. Dönme çizgilerinde, eylemleri sürtünme çemberlerine teğet geçecek, bu reaksiyonlar menteşenin merkezine uygulanan reaksiyonla değiştirilebilirken, bu menteşeye formülle belirlenen bir sürtünme momenti uygulamak gerekir. :

r, aşağıdaki formülle belirlenen sürtünme yarıçapıdır:

D y, muyluların çapıdır,

Sürtünme açısı.

(3.13) formülündeki R, sürtünme kuvvetleri hesaba katılmadan birinci kısımda elde edilen belirli bir menteşedeki reaksiyondur. Momentin yönü, verilen menteşeye göre bağlantının açısal hızının tersidir.

6.1 Dişlilerin kuvvet analizi

Dişlilerin büyük çoğunluğu için asıl olan, kararlı durum çalışma modudur. Bu nedenle, bu tip dişlilerde, atalet kuvvetlerinden gelen momentler sıfıra eşit olacaktır (değişken sertlik ve adım hatalarının neden olduğu salınımlar dikkate alınmadan).

İnvolüt profiller arasındaki basınç, ortak normalleriyle çakışan angajman hattı boyunca iletilir.

Tahrik edilen tekerleğe bir M C direnç momenti uygulanırsa, direnç kuvveti:

P C kuvveti, tahrik tekerleğine 1 uygulanır; tahrik kuvveti tahrik edilen tekerleğe 2 uygulanır. Formülden, dişler arasındaki basınç kuvveti P C'nin hem büyüklük hem de yön olarak sabit olduğu sonucu çıkar; artan angajman açısı ile artar.

Tahrik tekerleğinin 1 merkezinde, iki eşit ve zıt yönlü kuvvet P C uygulayacağız. Kuvvetler R * -- tekerlek yataklarındaki basınç; diğer iki kuvvet R, momenti M D momentine eşit olan bir çift kuvvet oluşturur. P C değerini formülden değiştirerek, elde ederiz.

2. tekere uygulanan çift, bu tekere M C uygulanan direnç momentinin üstesinden gelir.

Eşit ve zıt yönlü kuvvetler R* ve Q* moment ile bir çift oluşturur

Bu çift, şanzıman rafını (çerçeveyi) (bizim durumumuzda saat yönünde) döndürme eğilimindedir. Bunun olmasını önlemek için raf sabitlenmelidir. Söz konusu çift tarafından oluşturulan momente reaktif moment denir.

Açıkçası, değişken bir M C ile bile, dişler arasındaki ve mil desteklerindeki basınç kuvvetlerinin yönleri sabit olacaktır. Bu, şanzımanın sorunsuz çalışmasını sağladığı için sarmal dişlinin avantajlarından biridir.

Birleşme sürecindeki diş profilleri göreceli kaymaya sahip olduğundan, aralarında oluşan sürtünme kuvvetleri ortaya çıkar ve bunun sonucunda ortaya çıkan F kayma hızına karşı yönlendirilir.

Bu kuvvetin büyüklüğü

burada f profillerin kayma sürtünme katsayısıdır.

Dış dişlilerde sürtünme kuvvetlerinin gücü

Bu nedenle, geçmedeki sürtünme kuvvetlerinin gücü değişkendir ve profillerin M temas noktası geçme direğinden uzaklaştıkça artar.

Mil yataklarında da, bu yataklardaki R ve Q basınçlarıyla orantılı olan sürtünme kuvvetleri ortaya çıkar. Bu sürtünme kuvvetlerinin değerleri bir dizi faktöre bağlıdır (temas eden yüzeylerin yağlama koşullarına, elastik özelliklerine, belirli basınçların dağılım yasasını belirleyen, destek yüzeylerinin kayma hızına vb.). ). F n 1'in sürtünme katsayısı olduğu bu kuvvetlerin sonucu, şaftın yataklardaki çalışma koşulları dikkate alınarak. Bu kuvvet, ekseninden r B mesafesinde milin yatak yüzeyinin noktalarından birine uygulanır.

Desteklerdeki sürtünme kuvvetlerinin gücü

Formüllerden, eğer öyleyse, desteklerdeki sürtünme kuvvetlerinin gücünün sabit olduğu görülebilir.

Bu formülü kullanarak, M C ve i 12 verilmişse şanzımanın tahrik miline bağlanması gereken motorun M D momentini ve N D gücünü belirleyebilirsiniz.

F ve f n katsayılarının değerleri çok sayıda farklı faktöre bağlıdır ve çok geniş sınırlar içinde değişebilir. Örneğin, profillerin sürtünme katsayıları yalnızca malzemelere ve işlenmelerinin doğruluğuna değil, aynı zamanda yağlamaya da bağlıdır; kayma sürtünmesine ek olarak, profiller arasında yuvarlanma sürtünmesi oluşur; şanzıman bir yağ banyosunda çalışıyorsa, yağın karıştırılması vb.

6.2 Planet dişlide sürtünmesiz momentlerin belirlenmesi

Bağlantıları eşit olarak dönen gezegen mekanizmasındaki anları belirleme sorusunu düşünün. (Şekil 18)'de gösterilen gezegen mekanizmasında, güneş çarkı 1, gezegen taşıyıcısı 2 ve taç çarkı 4 merkezi eksen C etrafında döner. güneş çarkı 1, sürtünme kuvveti dikkate alınmadan dişli kutusu A'ya uygulanır. B'ye bir kuvvet P 13 karşı tarafa yönlendirilir. B noktasında, reaksiyon bileşenleri P 34 ve P 43 hareket eder ve uydunun merkezinde - P 23 ve P 32.

Uydunun bir çıkış bağlantısı olmadığı bu tür gezegen mekanizmalarını ele alacağız, yani. M3 = 0. O zaman ve bu nedenle:

burada k, mekanizma uydularının sayısıdır.

Bağlantı 2'nin dengesinden elde ederiz:

(3.15) ve (3.16)'yı dikkate alarak (3.17) yeniden yazıyoruz:

Bağlantı 4 için denge koşulunu yazalım:

Bu nedenle, verilen koşul: Р 43 = -Р 13 (3.19)'dan elimizde:

Bu nedenle, gezegen mekanizmasında etkili olan anlardan biri biliniyorsa, o zaman (3.18) ve (3.19) formüllerini kullanarak ilk dairelerin yarıçaplarını bilerek, bilinmeyen momentler belirlenebilir.

Momentleri belirleme sorunu, genel açısal hız planı kullanılarak da çözülebilir. Momentleri belirleme yöntemini düşünün.

Düzeltilmiş dişlilere sahip bir planet dişli kutusu için genel bir açısal hız planı oluşturulsun (Şekil 19)

Bağlantı 1'e sağlanan güç.

Taşıyıcıdan alınan güç.

Kayıplar dikkate alınmadığından, o zaman:

Momentlerin etkisi altında, gezegen mekanizması kararlı durum denge modunda dengede olduğundan, eşitlik gerçekleşir

nerede M4 , ne zaman dönmesini önlemek için bağlantı 4'e uygulanması gereken an olarak anlaşılmalıdır.

(3.21)'den şunu elde ederiz:

6.3 Planet dişlinin verimliliğinin belirlenmesi

yeterlik mekanik şanzıman birçok faktöre bağlıdır, bunlardan en önemlisi dişli çiftlerinin birbirine geçmesindeki güç kayıplarıdır. Verimliliği belirleyelim formüle göre bağlantı 1'den bağlantı 2'ye moment aktarırken planet dişli kutusu:

burada güç oranı denir. Burada ve kavramadaki sürtünme - kinematik dişli oranı dikkate alınarak 2 ve 1 bağlantılarına etki eden anlar.

6.4 Kam mekanizmalarının kuvvet hesabı

Tahrik edilen bakla (itici çubuk) değişken bir hızda hareket ettiğinden, hareket aralığının farklı bölümlerinde kam mekanizmasına uygulanan kuvvetlerin etki kalıpları farklıdır.

Çalışma hareketi aralığında, sürülen baklaya, baklanın hızına karşı yönlendirilmiş faydalı bir direnç kuvveti R uygulanır. R kuvveti genellikle her zaman verilir; sabit veya değişken olabilir.

Mekanizma, daha yüksek çiftin bir güç kapatmasına sahipse, yayın elastik kuvveti P P, bu sırada sıkıştırılan, tahrik edilen bağlantıya aynı yönde etki eder.

Çubuğun düzensiz hareketinden dolayı bir atalet kuvveti ortaya çıkar:

çubuğun kütlesi nerede, ivmesi; Ra kuvveti, çubuğun ivmesinin tersi yöndedir. Çubuğun kütlesi sabit olduğundan, yürürlükteki değişimin kanunu (grafiği), çubuğun ivmesindeki değişimin kanunu (grafiği) ile örtüşür.

Çubuğa uygulanan tüm kuvvetlerin ortaya çıkan Q'su:

Kam-rot çiftindeki sürtünme ihmal edilirse, çubuk üzerindeki kam basıncının P kuvvetinin yönü kam profilinin normali ile çakışır. C kılavuzundaki sürtünme dikkate alınmazsa, çubuğun belirli bir yasaya göre hareket etmesi için, mekanizmanın her konumunda kamın çubuk üzerindeki basıncının kuvvetinin P olması gerekir. eşittir

nerede - kuvvet ile çubuğun hareket yönü arasındaki açı - hareketin iletme açısı.

Eksantrik mili yataklarındaki sürtünme dikkate alınmazsa, eksantrik milindeki sürüş momenti

kam profilinin yarıçap vektörü nerede.

Kendi kendine frenleme. Mekanizmanın kuvvet hesaplamasında sürtünme kuvvetlerini dikkate alarak, mekanizmanın parametreleri arasında, sürtünme nedeniyle, bağlantının gerekli yönde hareketinin ne olursa olsun başlayamayacağı bu tür ilişkileri belirlemek mümkündür. itici gücün büyüklüğü.

Çoğu mekanizmada kendi kendine frenleme kabul edilemez, ancak bazı durumlarda ters yönde kendiliğinden hareketi önlemek için kullanılır (kriko, bazı kaldırma mekanizmaları vb.).

basınç açısı. Bakla tarafından baklaya gelen basınç açısı, baklaya gelen basınç kuvvetinin (normal reaksiyon) yönü ile bu kuvvetin uygulama noktasının hızı arasındaki açıdır. Bağlantının yanından bağlantı üzerindeki basınç açısı ile gösterilir. Bununla birlikte, çoğu zaman, yalnızca bir basınç açısı düşünülür. Daha sonra gösterimdeki indeksler atlanır.

4. Mekanizmanın kuvvetlerin etkisi altında hareketinin analizi

Dinamik basınçlar, mekanizmanın hareketi sırasında kinematik çiftlerde meydana gelen ek kuvvetlerdir. Bu basınçlar, mekanizmanın bazı parçalarının titreşimlerinin nedenidir, büyüklük ve yön bakımından değişkendirler. Bu mekanizmanın çerçevesi ayrıca, sabitlemeleri üzerinde zararlı bir etkiye sahip olan ve böylece çerçevenin temel ile bağlantısını bozan dinamik baskılar yaşar. Ayrıca dinamik basınçlar, dönen millerin dayanak noktasındaki sürtünme kuvvetlerini artırır, yatak aşınmasını artırır. Bu nedenle, mekanizmaları tasarlarken, dinamik baskıların (mekanizmaların atalet kuvvetlerinin dengelenmesi sorunu) tamamen veya kısmen geri ödenmesini sağlamaya çalışırlar.

Ana vektörü ve malzeme noktalarının ana atalet kuvvetlerinin momenti sıfıra eşitse, mekanizmanın bağlantısı dengeli olarak kabul edilecektir. Mekanizmanın her bir halkası ayrı ayrı dengesiz olabilir, ancak bir bütün olarak mekanizma tamamen veya kısmen dengelenebilir. Mekanizmalardaki atalet kuvvetlerinin dengelenmesi sorunu iki göreve ayrılabilir: 1) mekanizmanın kinematik çiftlerindeki basınçların dengelenmesi hakkında 2) mekanizmanın bir bütün olarak temel üzerindeki basınçlarının dengelenmesi hakkında.

Dönen bağlantıların dengelenmesi büyük önem taşır. Hızlı dönen rotorların ve elektrik motorlarının hafif dengesizliği, yataklar üzerinde büyük dinamik basınçlara neden olur.

Dönen gövdelerin dengelenmesi sorunu, destekler üzerindeki ek atalet basınçlarının tamamen veya kısmen geri ödeneceği, kütlelerinin böyle bir seçiminden oluşur.

Ortaya çıkan merkezkaç atalet kuvveti:

Cismin kütle merkezinden geçen düzlem etrafındaki tüm eylemsizlik kuvvetlerinin ortaya çıkan momenti.

m tüm vücudun kütlesidir,

Vücut kütle merkezinin S dönüş ekseninden uzaklığı;

Dönme ekseni etrafında merkezkaç atalet momenti ve dönme eksenine dik olan ve cismin S kütle merkezinden geçen bir düzlem.

Gövde döndüğünde, vektörler arasındaki açı ve her zaman aynı değeri tutar. Ortaya çıkan atalet kuvveti ve ortaya çıkan atalet kuvvetleri momenti sıfıra eşitse, gövde tamamen dengelenmiş olacaktır, bu da dönen gövdenin destekler üzerinde herhangi bir dinamik basınç uygulamadığı anlamına gelir.

Bu koşullar, yalnızca cismin kütle merkezi, ana eylemsizlik eksenlerinden biri olacak olan dönme ekseni üzerinde bulunduğunda karşılanacaktır. (4.1) ve (4.2) eşitlikleri aynı anda sağlanırsa, merkezkaç atalet momenti sıfıra eşit olacaktır. (4.1) koşulu sağlanıyorsa cismin statik olarak dengeli olduğu, (4.2) koşulunun sağlandığı takdirde cismin dinamik olarak dengeli olduğu kabul edilir.

Statik dengesizlik, statik moment ile ölçülür.

G, dönen gövdenin ağırlığıdır, n.

Dönen bir cismin dinamik dengesizliği miktarla ölçülür.

Uygulamada, dengesiz bir gövde karşı ağırlıklarla dengelenir. Toplam uzunluğu a'nın çaplarından çok daha az olduğu dönen gövdeler, önemsiz merkezkaç atalet momentlerine sahiptir; bu nedenle, bu tür cisimleri yalnızca statik olarak dengelemek yeterlidir.

A gövdesinin statik olarak dengesiz olduğunu varsayalım. En basit durumda, karşı ağırlık, dönme ekseninin diğer tarafında, ağırlık merkezinden S geçen bir çizgi üzerine ondan belli bir mesafede yerleştirilir. (Şek. 21)

Karşı ağırlığın kütlesini denklem (4.1)'den buluyoruz:

Karşı ağırlık takmak yerine kütlenin bir kısmını kaldırabilirsiniz. Kaldırılan kütlenin değeri formül (4.5) ile belirlenir. Bazen karşı ağırlık montaj düzlemi, dengesiz kütlelerin bulunduğu dönüş düzleminde yapıcı olarak seçilemez. Bu durumda, genellikle düzeltme düzlemleri olarak adlandırılan, dönüş eksenine dik iki düzleme iki karşı ağırlık monte edilebilir, ancak bu durumda destekler üzerindeki baskı olasılığını yalnızca ortaya çıkan atalet kuvvetinden değil, aynı zamanda dışlamak gerekir. atalet kuvvetlerinin momentlerinden. Kütleler ve karşı ağırlıklar denklemlerden (4.1) ve (4.2) formüllerine göre belirlenir.

Bu karşı ağırlıkların kütlelerini toplarsak,

Dönen gövdenin tam olarak dengelenmesi, isteğe bağlı düzlemler 1 ve 2'de ve dönüş ekseninden isteğe bağlı mesafelerde bulunan iki karşı ağırlık yardımıyla da sağlanabilir.

Dönen gövdeler genellikle kendi kendilerine dengelenecek şekilde tasarlanırlar. Çoğu zaman, dönen gövdeler, gövdenin dönme ekseni ile çakışan ortak bir eksene sahip bir veya daha fazla silindir şeklinde yapılır. Bununla birlikte, çoğu durumda, böyle bir şekil yapılamaz ve karşı ağırlıkları olmayan dönen bir gövde dengesizdir. Karşı ağırlıkların boyutunu ve konumunu belirlemek için, çizime göre vücudun dengeli bir bölümünü seçmek ve kalan parçaları - dizler, kamlar vb. - belirlemek gerekir. ağırlık merkezleri, bu parçaların kütlelerinin içlerinde yoğunlaştığını varsayarsak.

Herhangi bir cismin tüm dengesiz kütlelerinin üç dengesiz kütleye indirgendiğini varsayalım (Şekil 22). Vektörü belirli bir merkeze getirme yöntemini kullanarak, farklı düzlemlerde dönen herhangi bir sayıda kütle iki karşı ağırlık ile dengelenebilir. Kütlelerin ağırlık merkezleri dönme eksenine dik üç düzlemde yer alsın. Ana vektörden yataklar üzerinde basınç olmaması ve merkezkaç atalet kuvvetlerinin O 1 referans merkezine göre ana momenti için koşullar denklemlerle ifade edilir:

Kuvvet vektörleri ve moment vektörlerinin çokgenlerini oluşturuyoruz (Şekil 22 d, e). İlk durumda dengeleme, vektör tarafından düzlem 2'de gösterilen vektördür (Şekil 22 c) ve ikincisinde - düzlem 1'de bulunan bir çift vektörün dönme anını gösteren vektör (Şekil 22 e), ve düzlem 2'de bulunur. Her birinin boyutu eşittir. Böylece, verilen kütleler ve 1 düzlemi boyunca ve 2. düzlemde bileşke boyunca yer alan iki kütle tarafından tamamen dengelenecektir.

1.) aynı dönme düzleminde bulunan herhangi bir sayıda dönen kütle, denge koşuluna tabi olarak, aynı düzlemde bulunan bir karşı ağırlık tarafından dengelenir.

2.) farklı dönme düzlemlerinde bulunan herhangi bir sayıdaki kütle, iki denge koşuluna tabi olarak, dönme eksenine dik iki rastgele düzleme yerleştirilmiş iki karşı ağırlık tarafından dengelenir:

Düz bir mekanizmayı temel üzerinde dengelemek için, bu mekanizmanın halkalarının kütlelerini, hareketli halkalarının ortak kütle merkezi hareketsiz kalacak şekilde seçmek gerekli ve yeterlidir:

ve x ve z, y ve z eksenleri etrafındaki bağlantıların kütlelerinin merkezkaç atalet momentleri sabitti:

Bu koşullar sağlanırsa, atalet kuvvetlerinin ana vektörü ile x ve y eksenleri etrafındaki ana atalet kuvvetlerinin momentleri dengelenecektir. Mekanizmanın hareket düzlemine dik olan z ekseni etrafındaki ana atalet kuvvetleri momenti, makinenin ana şaftı üzerindeki tahrik kuvvetleri ve direnç kuvvetleri momenti ile dengelenir. Uygulamada, dengeleme mekanizmalarında yukarıdaki (4.9) ve (4.10) koşulları kısmen karşılanmaktadır.

Örneğin, eklemli dört bağlantılı ABCD'nin mekanizması verilsin (Şekil 23), yalnızca atalet kuvvetlerinin ana vektörünü dengelemek gerekir. AB, BC ve CD bağlarının kütlelerini sırasıyla ve ile gösterelim; bağlantıların uzunluğu - içinden ve ve ağırlık merkezlerinin uzaklığı ve bu bağlantıların A, B ve C noktalarından - ve boyunca. (4.9.) koşulunu sağlamak için, mekanizmanın ortak kütle merkezi S'nin AD doğrusu üzerinde, ya A ve D noktaları arasında ya da onların arkasında olması gerekir. Bu durumda, S mekanizmasının kütle merkezi hareketi sırasında hareketsiz kalacak ve bu nedenle mekanizmanın atalet kuvvetlerinin ana vektörü dengelenecektir.

Bağlantıların kütleleri ve ağırlık merkezlerinin konumları öyle seçilmelidir ki,

Mekanizma n hareketli halkadan oluşuyorsa, o zaman mekanizmanın atalet kuvvetlerinin ana vektörünün denge koşulunu sağlayan mekanizmanın kütlelerini seçme problemlerini çözerken, 2n bilinmeyen niceliğe sahibiz; bu nicelikleri birbirine bağlayan denklemler derlenebilir (n-1). Rastgele bir (n + 1) değer seçiminden sonra, kalan değerler belirli değerleri alır. İncelenen mekanizmada hareketli bağlantı sayısı n=3, seçilen değer sayısı 2n=6 ve bağımsız denklem sayısı n-1=2'dir. Böylece, örneğin, m3 ve s3 değerleri verildiğinde, denklem (4.12)'den, birine bilinmeyenlerden birinin verilebileceği ve diğerinin alınabileceği m2 s2 değerini elde ederiz. Elde edilen değerleri denklem (4.11) ile değiştirerek, bir değer ayarlamanın da mümkün olduğu m 1 s 2 değerini belirleriz. Çeşitli başlangıç ​​atamaları için (4.11) ve (4.12) denklemleri, dengeli bir dört-bağlantı mekanizması için şemaların üç varyantını elde etmek için kullanılabilir. 23(a, c, e). Bu nedenle, bağlantının menteşelerinin arkasındaki ağırlık merkezinin konumunun, bir karşı ağırlık takmaya tekabül ettiğini varsayarsak, o zaman diyebiliriz ki, bir mekanizmanın ana atalet kuvvetleri vektörünü dengeleme sorunu. menteşeli dört bağlantı mekanizması, bağlantılarından iki tanesine karşı ağırlık takılarak çözülebilir.

Benzer şekilde, eklemli altı halkayı ve iki bağlantı gruplarının katmanlanmasıyla oluşturulan herhangi bir mekanizmayı dengelemek için tek tek bağlantıların kütlelerini seçme problemini çözmek mümkündür. Verilen denklemler (9.) bir vektör denklemi ile değiştirilebilir

Burada r, ortak kütle merkezinin konumunu tanımlayan bir vektördür.

Koşul (4.13), özellikle r s =0 olduğunda sağlanır; bu durum, eşit kütlelerin simetrik olarak yerleştirilmiş bağlantılarına sahip mekanizmaları seçme yöntemine yol açar.

Şekil 24, simetrik krank sürgüsü ve mafsallı dört bağlantı mekanizmalarının şemalarını göstermektedir. Simetrik mekanizmalarda bağlantıların yerleştirilmesinin çok hantal olduğu veya kütle seçiminin yapısal olarak pratik olmadığı durumlarda, karşı ağırlık takma yöntemi kullanılır.

Örneğin, şeması Şekil 25'te gösterilen krank-kaydırıcı mekanizmasının atalet kuvvetlerinin yalnızca ana vektörünü dengelemek gerekir. Krank 1, bağlantı çubuğu 2 ve kaydırıcı 3'ü m 1, m 2, m 3'e kaydırır ve bunların sırasıyla S 1 , S 2 ve B bağlantılarının yerçekimi merkezlerinde yoğunlaştığını düşüneceğiz. AB hattına D noktasında bir karşı ağırlık yerleştiriyoruz ve kütlesi m pr, kütlelerinin ağırlık merkezinin m pr, m 2 ve m3 A noktası ile çakışması koşuluyla kütlesini belirliyoruz. Noktaya göre statik momentlerin denkleminden sahip olduğumuz bir

Krankın C noktasına monte edilen karşı ağırlığın kütlesi, kütlelerin ağırlık merkezinin O noktası ile çakışması koşuluyla belirlenir. O noktasına göre statik momentlerin denkleminden buluruz.

Karşı ağırlıkların yarıçapları s ve c keyfi olarak seçilir. Karşı ağırlıklar takıldıktan sonra, mekanizmanın tüm konumlarındaki kütle merkezi O noktası ile çakışacak ve bu nedenle tüm çalışma boyunca hareketsiz kalacaktır. Böylece, iki karşı ağırlık ve dikkate alınan mekanizmanın tüm atalet kuvvetlerini tamamen dengeler. Bununla birlikte, krank-kaydırıcı mekanizmalarının atalet kuvvetlerinin böyle tam bir dengelenmesi, pratikte nadiren kullanılır, çünkü c yarıçapının küçük bir değeri ile kütle çok büyüktür, bu da kinematik çiftlerde ek yüklerin ortaya çıkmasına neden olur. ve mekanizmanın bağlantıları. Büyük bir yarıçap c değeri ile, tüm mekanizmanın genel boyutları büyük ölçüde artar. Bu nedenle, genellikle atalet kuvvetlerinin yaklaşık olarak dengelenmesiyle sınırlıdırlar. Bu nedenle, krank-kaydırıcı mekanizmalarda, krank üzerine bir karşı ağırlık takma yöntemi, atalet kuvvetlerinin yaklaşık olarak dengelenmesi için en yaygın yöntemdir. Bu mekanizmalarda, pratikte, genellikle sadece krank kütlesinin ve biyel kolunun kütlesinin bir kısmının dengelenmesi kullanılır.

Bir serbestlik derecesine sahip bir mekanizmanın dinamiğinin bazı sorunlarını çözerken, aşağıdaki gibi formüle edilen kinetik enerjideki değişim yasasını uygulamak mümkündür: mekanizmanın son yer değiştirmesinde kinetik enerjisindeki artış eşittir verilen tüm kuvvetlerin işinin cebirsel toplamına.

mekanizmanın kinetik enerjisi keyfi bir konumda nerede

Mekanizmanın başlangıç ​​pozisyonundaki kinetik enerjisi

Mekanizmaya uygulanan tüm kuvvetlerin ve momentlerin işinin cebirsel toplamı

Düzlem paralel hareket için:

S kütle merkezinden geçen eksene göre bağlantının atalet momenti nerede

Kinetik enerjideki değişimin doğasına göre, makine ünitesinin tam çalışma döngüsü genellikle üç bölümden oluşur: hızlanma (başlangıç), sabit durum ve serbest bırakma (durdurma) (Şekil 4.6). Zaman t p, önde gelen bağlantının hızındaki bir artış ile karakterize edilir ve bu, > olduğunda ve çalışma süresi sırasında mümkündür.<, т.е. кривая зависимости кинетической энергии в первом случае монотонно возрастает, во втором случае - монотонно убывает.

Sabit hareket daha uzundur. Bu aşamada mekanizmanın tasarlandığı faydalı iş yapılır. Bu nedenle, toplam sabit hareket süresi, krankın bir veya daha fazla devrine karşılık gelen herhangi bir sayıda hareket döngüsünden oluşabilir.

İki sabit hareket çeşidimiz var.

İlk seçenek: mekanizmanın kinetik enerjisi T tüm hareket modu boyunca sabittir. Örnek: Sabit açısal hızlarda dönen bir dişli sistemi sabit kinetik enerjiye sahiptir.

İkinci seçenek: mekanizmanın tahrik milinin hareketinin periyodikliği ile dönem içinde T'de küçük dalgalanmalar ile karakterize edilir. Aralık, krankın bir veya iki devrini içerebilir, örneğin bir motor için, değişim aralığı T, krankın iki devridir.

Makineye sağlanan tüm enerji akışı ve makinenin çalışması sırasındaki kinetik enerjisi aşağıdaki gibi dengelenebilir:

itici güçlerin işi nerede

Yararlı direniş güçlerinin işi

Sürtünme kuvvetlerinin işi

Yerçekimi işi

Eylemsizlik kuvvetlerinin işi

Sürekli hareket zamanı için, çevrimin sonunda ve bir sonraki çevrimin başında hız aynı olduğunda, yani. çalışır ve sıfıra eşittir, yani.

Sürtünme kuvvetini ihmal edersek,

Bu denklem, mekanizmanın sürekli periyodik hareketinin ana enerji denklemidir.

Sabit hareket döngüsü içinde öndeki bağlantının açısal hızı genellikle bir değişkendir.

Tahrik bağlantısının açısal hızındaki değişiklikler, kinematik çiftlerde, makinenin genel verimliliğini, güvenilirliğini ve dayanıklılığını azaltan ek (dinamik) basınçlara neden olur. Ayrıca hız dalgalanmaları makinenin çalışma sürecini kötüleştirir.

Hız dalgalanması iki faktörün bir sonucudur - mekanizmanın azaltılmış atalet momentindeki periyodik bir değişiklik ve kuvvetlerin ve momentlerin hareketinin periyodik doğası.

Periyodik hız salınımlarına ek olarak, mekanizmada periyodik olmayan salınımlar da meydana gelebilir, yani. yükte ani bir değişiklik gibi çeşitli nedenlerden kaynaklanan tekrarlanmayan.

İlk salınım türü, mile ek bir kütle (volan) monte edilerek izin verilen hareket düzensizliği sınırları içinde düzenlenir.

İkinci durumda, regülatör adı verilen özel bir mekanizma kurularak düzenleme sorunu çözülür.

Açısal hızdaki izin verilen değişimin sınırları ampirik olarak belirlenir. Makinenin hareketinin eşitsizliği, mutlak eşitsizliğin ortalama hızına oranı ile karakterize edilir.

Genellikle ayarlanır ve nerede

Aşağıdaki oranlara sahip olmak:

İki denklemi (4.14) birlikte çözeriz ve şunu buluruz:

Veya küçüklüğü nedeniyle değeri ihmal edersek:

Makinenin periyodik düzensiz çalışması, kural olarak, zararlı bir etkidir ve çoğu makine için sadece belirli sınırlar içinde tolere edilebilir. Makinelerdeki bu zararlı fenomenler, örneğin, aşağıdakilerle ifade edilir: ulaşım araçlarının hareketi sırasındaki sarsıntılar, tekstil makinelerinde iplik kopması, elektrik motorlarının sargılarının aşırı ısınması, elektrik armatürünün düzensiz dönüşü nedeniyle ışığın yanıp sönmesi akım jeneratörü, metal kesme makinelerinde parçaların yüzey işleminin yetersiz temizliği ve doğruluğu, otomatik kaynak makineleri kullanılarak kaynak yapılırken kaynakların heterojenliği ve eşit olmayan kalınlıkları, ürünlerin preslerde çekilmesi sırasında sac yırtılması vb.

Makine strokunun izin verilen eşitsizliği q katsayısı ile verilir ve makinenin amacına bağlıdır. Bu değerler, makinenin çalıştırılmasında uzun yıllara dayanan deneyimle oluşturulmuştur.

Böylece, verilen ortalama açısal hızdan farklıdır, ki bu d=1/25 için sadece %2'dir ve d=1/50 için en büyük sapma sadece %1'dir. Bundan, nispeten büyük q ile bile, makinenin tahrik bağlantısının hareketinin oldukça düzgün olduğu görülebilir.

Öndeki bağlantının hareketi düzgüne ne kadar yakınsa, azaltılmış atalet momenti veya mekanizmanın azaltılmış kütlesi o kadar büyük olur. Azalan kütlelerdeki ve atalet momentindeki artış, pratik olarak belirli bir kütle ve atalet momenti ile volan makinesinin miline inerek gerçekleştirilir.

Makinenin çalışmasını analiz ederken ve bir serbestlik dereceli mekanizmanın ilk bağlantısının hareket yasasını belirlerken, değişken hızlarda hareket eden gerçek kütlelerle değil, koşullu olarak kütlelerle veya eşdeğer olanlarla çalışmak uygundur. mekanizmanın herhangi bir bağlantısına aktarılır.

Aynı şekilde, tek tek bağlantılara uygulanan kuvvetler veya momentler, mekanizmadaki herhangi bir bağlantıya uygulanan kuvvet veya moment ile koşullu olarak değiştirilebilir.

İndirgenmiş kuvvet, gücü, bağlantılara uygulanan tüm kuvvetlerin kuvvetlerinin toplamına eşit olan böyle bir kuvvettir.

Azaltılmış kuvvetin uygulandığı bağlantıya indirgeme bağlantısı denir.

Bir önceki bölüme göre "" noktasında uygulanan herhangi bir kuvvetin gücü, bu kuvvetin hız vektörünün sonuna göre momenti olarak tanımlanabilir.

Güç, kuvvetlerin azaltılmış momenti cinsinden yazılabilir.

İndirgenmiş kütle, kinetik enerjisi tüm mekanizmanın kinetik enerjisine eşit olan indirgeme bağlantısı noktasında yoğunlaşan hayali bir kütledir.

bağlantının azaltılmış atalet momenti nerede,

İndirgeme bağlantısının açısal hızı,

İndirgeme bağlantısının B noktasının hızı.

Azaltılmış atalet momenti

Ana mile indirgenmiş atalet momenti (redüksiyon bağlantısı), ana şaftın makinenin belirli bir konumunda tüm mekanizmanın kinetik enerjisine eşit bir kinetik enerjiye sahip olduğu koşullu bir atalet momentidir.

Çoğu makine, kural olarak, kararlı bir durumda çalışır; bu, makinenin, amaçlanan işi gerçekleştirmek için aynı zamanda tükettiği kadar enerjiyi 1 döngüde motordan almasıyla karakterize edilir.

Bir döngü, makinenin çalışmasını karakterize eden tüm parametrelerin tekrarlandığı (hızların, hızlanmaların, yüklerin, vb. periyodik tekrarı) bir süredir. Bu nedenle makine bağlantılarının hareketi periyodiktir. Sabit hareket kavramı, makinenin tahrik bağlantısının düzgün bir şekilde hareket ettiği anlamına gelmez.

İndirgeme bağlantısının hareket denklemini düşünün:

Bu denklemden, çevrimin herhangi bir anında düzgün hareket (yani, e = 0 olduğunda) için aşağıdaki koşulların karşılanması gerekir:

şunlar. anın değişmesi, pratikte basit yollarla erişilemeyen ürünün değişim yasasına uymalıdır.

Böylece, ne zaman bile

Bu nedenle, örneğin, bir külbütör mekanizması içeren bir planyanın krankı veya bir krank-kayma mekanizması içeren bir krank presi, yük olmadan bile eşit şekilde hareket etmeyecektir.

Anların eşitliği pratikte son derece nadir görülmektedir. Bu nedenlerden dolayı, makinelerin sabit hareketi, koridorlardaki döngü içinde değişen hızdaki periyodik bir değişiklikle gerçekleşir:

Çoğu makine, kural olarak, sabit bir durumda çalışır; bu, makinenin bir döngüde motordan aldığı işi bir döngüde harcaması, yani sürekli hareket için bir ön koşul olması ile karakterize edilir.

Volanın makinedeki fiziksel rolü aşağıdaki gibi hayal edilebilir. Mekanizmanın ilk bağlantısının belirli bir dönüş açısı içinde, itici kuvvetlerin işi direnç kuvvetlerinin işinden daha büyükse, o zaman ilk bağ hızla döner ve mekanizmanın kinetik enerjisi artar.

Volanın yokluğunda, kinetik enerjideki tüm artış, mekanizmanın halkalarının kütleleri arasında dağıtılır. Volan, mekanizmanın toplam kütlesini arttırır ve bu nedenle, kinetik enerjideki aynı artışla, volansız açısal hızdaki artış, bir volandakinden daha büyük olacaktır.

Benzer Belgeler

Chebyshev P.L. formülüne göre mekanizmanın hareketlilik derecesinin belirlenmesi. Menteşeli bir kol mekanizmasının Assur yapısal gruplarının sınıf ve düzeninin hesaplanması. Bir hızlandırma planı oluşturmak. Kuvvet planları oluşturma yöntemiyle kinematik çiftlerdeki reaksiyonların belirlenmesi.

dönem ödevi, 14/02/2016 eklendi


Mekanizmanın dinamik, yapısal, kinematik ve kuvvet analizi, hız ve ivme planının oluşturulması. Tasarım şemasının seçimi ve mukavemet mekanizmasının tasarım hesaplaması. Farklı bölüm türleri için mekanizma bağlantısının şemalarının oluşturulması ve bölümlerinin seçimi.

dönem ödevi, 18/09/2010 eklendi


Kaldıraç mekanizmasının bağlantılarına etki eden kuvvetlerin ve momentlerin belirlenmesi ve çalışması sırasında oluşan dinamik yükleri azaltmanın yolları. Belirli kuvvetlerin etkisi altında mekanizmaların hareket modlarının incelenmesi. Mekanizma elemanlarının gücünün değerlendirilmesi.

dönem ödevi, eklendi 08/24/2010


Kinematik diyagramlar oluşturma yöntemiyle mekanizmanın hareketinin incelenmesi. Asura gruplarının kinetostatik hesaplaması. Zhukovski kolları. Azaltılmış atalet momenti ve direnç kuvvetlerinin belirlenmesi. İç içe dişli ve planet mekanizmaların sentezi.

dönem ödevi, eklendi 05/08/2015


Kayma sürtünme katsayısını belirlemek için yaklaşık yöntemlerin karakterizasyonu, çeşitli malzemeler için hesaplanmasının özellikleri. Coulomb yasasına göre sürtünme kuvvetinin değeri ve hesabı. Sürtünme katsayısını belirlemek için tesisatın cihazı ve çalışma prensibi.

laboratuvar çalışması, eklendi 01/12/2010


Maksimum statik sürtünme kuvvetini belirlemek için yasanın özü. Kayma sürtünme kuvvetinin modülünün, cisimlerin bağıl hızının modülüne bağımlılığı. Yağlama yardımı ile vücudun kayma sürtünme kuvvetinin azaltılması. Kayma meydana geldiğinde sürtünme kuvvetini azaltma olgusu.

sunum, 19/12/2013 eklendi


Mekanizma planının yapımı. Hız analoglarının değerleri. Mekanizmanın dinamik analizi. Kaldıraç mekanizmasının güç araştırması sorunları. Volanın ana boyutlarının belirlenmesi. Kam mekanizmasının sentezi. Dengeleme kuvvetini belirleme yöntemleri.

dönem ödevi, eklendi 03/12/2009


Kurulan çalışma modunda kaldıraç mekanizmasının hareket yasası. Belirli bir konum için bir kaldıraç mekanizmasının kinematik kuvvet analizi. Tek silindirli tek etkili bir pompanın hareket yasası ve volanın atalet momentlerinin belirlenmesi.

test, 14/11/2012 eklendi


Basınç altında yönlendirilmiş bir gaz akışı oluşturmak için cihazlar olarak kompresörler. Mekanizmanın yapısal analizi, pozisyonları ve hızları için planlar. Kinematik diyagramların yapım sırası. Assur grubunun (2,3,4 ve 5 numaralı bağlantılar) ve ilk bağlantıların güç analizi.

deneme, 23/07/2013 eklendi


Elektrikli tahriklerin amacı, ana türleri olan mekanizmaların ve makinelerin çalışma gövdelerini harekete geçirmektir. Soğutma tesisleri ve makinelerinin elektrik motorları için gereklilikler. Elektrikli sürücünün dinamiği, mekanik özellikleri.

Derste tartışılan sorular. Mekanizmaların bağlantılarına etki eden kuvvetler. Bağlantı atalet kuvvetlerinin belirlenmesi. Mekanizmaların kinetostatik analizi.

Bazı temel kavramlar.

İtici güçler- bunlar, önde gelen bağlantının hareketini hızlandırma eğiliminde olan mekanizmanın bağlantılarına uygulanan güçlerdir, temel çalışmaları pozitiftir.

Direniş güçleri- bunlar, mekanizmanın bağlantılarına uygulananlar arasında, önde gelen bağlantının hareketini yavaşlatma eğiliminde olan kuvvetlerdir, temel çalışmaları negatiftir. kuvvetleri ayırt etmek yararlı ve zararlı direnç.

Makineye uygulanan kuvvetlerin etkisi altında, makinenin sabit hareketi sırasında makinenin ana milinin açısal hızı değişir ve ortalama değerinin bir kısmı etrafında dalgalanır.

Açısal hızın en büyük ve en küçük değerleri arasındaki farkın büyüklüğü, verilen kuvvetler için, ana mile indirgenmiş makinenin atalet momentinin büyüklüğüne bağlıdır. Azaltılmış moment ne kadar büyük olursa, bu fark o kadar küçük olur. Böylece, makinenin azaltılmış atalet momentini artırarak, farkın değerini azaltmak mümkündür.

Bu farkın değeri, makinenin düzensiz çalışma katsayısı ile dikkate alınır.

.

Uygulama, katsayı değerlerinin üst sınırlarını belirlemiştir. Dçeşitli makine türleri için bu değerler tablolaştırılmıştır ve TMP literatüründe verilmiştir.

Makinenin azaltılmış atalet momentini arttırmak için, çoğu zaman makinenin ana miline, volan adı verilen bir disk veya jant şeklinde katı bir gövde monte edilir veya çark.

Görev, ana milin dönme eksenine göre volanın böyle bir atalet momentini belirlemektir; burada, ana milin sabit hareket sırasındaki açısal hızının dalgalanma limitleri, eşitsizlik katsayısı ile verilir. sağlanmak D.

Sorunu çözerken, tüm makinenin hareketinin incelenmesinin bir bağlantının hareketinin incelenmesiyle değiştirildiği iyi bilinen makine dinamiği tekniğini kullanırlar (indirgeme bağlantısı). Makinenin ana mili genellikle tahrik bağlantısı olarak alınır.

Volanın azaltılmış momentini belirlemek için, diğerlerine kıyasla metodolojik olarak en başarılı olan Wittenbauer yönteminin kullanılması önerilir. Yöntem, volanın atalet momentinin oluşturulmasıyla belirlenmesinden oluşur. enerji kütle diyagramları parametresi çıkarılarak oluşturulan J mekanizmanın kinetik enerjisindeki ve azaltılmış atalet momentindeki değişikliklerin diyagramlarından, bunun için azaltılmış tahrik kuvvetleri ve direnç kuvvetleri momentlerinin diyagramları, ilk önce tahrik kuvvetlerinin ve direnç kuvvetlerinin işi oluşturulmalıdır.

Mekanizmanın hareket kanunu belirlenirken, tüm hareketli bağlantıların kütleleri, indirgeme bağlantısının kütlesi ile değiştirilir. Döküm bağlantısı bir dönme hareketi gerçekleştirirse, konsept kullanılır azaltılmış atalet momenti .

i-inci bağlantının ağırlık merkezinin doğrusal hızı nerede;

i-inci bağlantının kütlesi;

i-inci bağlantının açısal hızı;

i-inci bağlantının merkezi atalet momenti.

Dinamik mekanizma analizi

Dinamik Analiz mekanizma, uygulanan kuvvetlerin etkisi altında mekanizmanın hareketinin belirlenmesi veya bağlantıların belirli bir hareketine göre kuvvetlerin belirlenmesi olarak adlandırılır. Temel işin işaretine bağlı olarak, mekanizmanın bağlantılarına etki eden tüm kuvvetler, itici kuvvetlere ve direnç kuvvetlerine ayrılır. itici güç temel işi pozitif olan bir kuvvettir ve direnç kuvveti temel işi negatif olan bir kuvvettir. Temel kuvvet işi kuvvetin skaler ürünü ve uygulama noktasının temel yer değiştirmesi olarak tanımlanır. İtici kuvvetler ve direnç kuvvetleri, genellikle kuvvetlerin uygulama noktalarının yer değiştirme ve hızlarının ve bazen de zamanın fonksiyonlarıdır.

Yerçekimi kuvvetleri, temel yer değiştirmelerin yönüne bağlı olarak, itici kuvvetler veya direnç kuvvetleri olabilir. Kinematik çiftlerdeki sürtünme kuvvetleri, yüzey üzerindeki normal basınç kuvvetlerinin, bağlantıların göreceli hareket hızının, yağlama parametrelerinin vb. fonksiyonlarıdır.

Mekanizmaların genel dinamik analizi yöntemleri, bir serbestlik derecesine sahip mekanizmalara uygulanmalıdır. Dinamik analizde görev, verilen kuvvetlere göre ilk bağlantının hareketini belirlemektir. Bu sorunun çözümü, ilk bağlantının hareket yasasını bulmaktır - genelleştirilmiş koordinatın zamana bağımlılığı.

İlk bağlantının hareket yasası, mekanizmanın hareket denkleminin çözümüdür. Hareket denkleminin en basit biçimi, mekanik bir sistemin kinetik enerjisindeki değişime ilişkin teorem temelinde elde edilir. İndirgeme bağlantısının kütlesi, kinetik enerjisinin, mekanizmanın tüm bağlantılarının kinetik enerjilerinin toplamına eşit olması ve azaltılmış kuvvetin gücünün, sürülen tüm güçlerin toplamına eşit olması koşuluyla belirlenir. kuvvetler. N. E. Zhukovsky'nin kaldıraç yöntemiyle azaltılmış kuvveti belirlemek uygundur.

Mekanizmanın hareketi göz önüne alındığında, üç mod ayırt edilir: hızlanma, sabit durum hareketi ve tükenme. Sürekli hareketin kinematik özellikleri:

indirgeme bağlantısının hızının göreli dalgalanmasını değerlendiren mekanizmanın hareketinin tekdüze olmama katsayısı,

yararlı dirençlerin üstesinden gelmek için kararlı hareket periyodu sırasında harcanan işin, itici kuvvetlerin işine oranına eşit olan mekanizmanın verimliliği.

Mekanizmanın dinamik analizinin görevlerinden biri, kinematik çiftlerdeki reaksiyonların ve dış kuvvetlerin ve atalet kuvvetlerinin etkisinden ilk bağlantıya uygulanan dengeleme momentinin belirlendiği bir kinetostatik hesaplama yapmaktır.

Düzlemsel ve uzaysal mekanizmanın güç hesabı, statik olarak tanımlanabilir kinematik zincirler olan ayrı Assur yapısal gruplarına göre yapılır. Fazla bağlantıların mevcudiyeti, kinetostatik koşulların sayısından fazla sayıda bilinmeyen reaksiyona, yani problemin statik belirsizliğine yol açar. Bu nedenle, yedekli bağlantıları olmayan mekanizmalara statik olarak belirli mekanizmalar da denir.

Statik olarak belirlenebilir mekanizmaların kinematik çiftlerindeki reaksiyonların analitik tanımı, yapısal grupları oluşturan bağlantılar için denge koşullarının tutarlı bir değerlendirmesine indirgenir. Kuvvet hesaplama problemlerinin analitik çözümünün yanı sıra, kuvvet planları oluşturularak reaksiyonların grafiksel bir tanımı kullanılır.

Mekanizmanın kuvvet hesaplamasında sürtünme kuvvetleri dikkate alınırsa, mekanizma parametreleri arasında, sürtünme nedeniyle, bağlantının gerekli yönde hareketinin, ne olursa olsun, gerekli yönde başlayamayacağı bu tür ilişkileri belirlemek mümkündür. itici gücün büyüklüğü. Bu fenomene, çoğu durumda kabul edilemez olan, ancak bazen mekanizmanın ters yönde hareketini önlemek için kullanılan mekanizmanın kendi kendini frenlemesi denir.

Bir mekanizma tasarlarken, görev, dinamik yüklerin geri ödenmesini sağlayan mekanizmanın bağlantılarının kütlelerini rasyonel olarak seçmektir - mekanizmanın kütlelerini dengeleme sorunu veya ortaya çıkan atalet kuvvetlerini dengeleme görevi. mekanizmanın bağlantıları.

O paylaşır:

Temeldeki dinamik yüklerin dengelenmesi probleminde,

Kinematik çiftlerde dinamik yüklerin dengelenmesi sorunu üzerine.

Sabit bir şekilde bağlanmış belirli kütlelere sahip dönen bir şafttan oluşan bir döner bağlantının dengelenmesi durumu düşünüldüğünde, bir çokgen yapısını kullanarak keyfi olarak seçilen düzlemlere iki karşı ağırlık takarak şafta sabitlenmiş tüm kütlelerin tam olarak dengelenmesini sağlamak mümkündür. vektörleri kapatarak kuvvetlerin ve momentlerin bir çokgeni. Tüm kuvvetler ve kuvvet çiftlerinin momentleri tek bir bağlantıya indirgenebilir. yayın bağlantısı.

Dengeleme atalet kuvvetlerinin etkisini yok etmek için dönen veya ötelemeli olarak hareket eden mekanizma kütlelerinin dengelenmesi olarak adlandırılır. dengesizlik rotor (gövde desteklerinde dönen), dönme sırasında destekler üzerinde değişken yüklere neden olan böyle bir kütle dağılımı ile karakterize edilen durumudur. Bu yükler şoklara ve titreşimlere, erken aşınmaya neden olur ve verimliliği düşürür. ve makine performansı. Bir cismin statik dengesizliği, ağırlık merkezinin dönme ekseni üzerinde olmadığı bir durumdur. Dönen bir cismi dengelemek için ağırlık merkezinin dönme ekseni üzerinde olması gerekir. Düz bir mekanizmanın ana atalet kuvvetleri vektörünü dengelemek için, tüm bağlantıların ortak kütle merkezinin, koordinatların sabit olması koşuluna karşılık gelmesi yeterlidir.

Rotorun dengesizliği, dengesizliğin büyüklüğü ile karakterize edilir. Dengesiz bir kütlenin ve eksantrikliğinin çarpımı, dengesizlik değeri olarak adlandırılır ve g-mm olarak ifade edilir.

Statik ve moment dengesizlikleri aynı anda mevcutsa, böyle bir dengesizliğe dinamik denir. Önemli bir dengesizlik ile karşı ağırlıklar koyun.

Sürtünen cisimlerin yüzeylerinin durumuna bağlı olarak, kayma sürtünmesi türleri vardır: sürtünme saf(adsorbe edilmiş filmler veya kimyasal bileşikler olmayan yüzeylerde), sürtünme kuru(yağlanmamış yüzeylerin sürtünmesi), sınır sürtünme (hafif bir yağlama tabakası ile) ve sürtünme sıvı(yağlanmış yüzeylerin sürtünmesi). Çıkıntıların deformasyonları elastik ve elastik olmayabilir. Yüzeylerin hareketine göre direnç kuvveti bir sürtünme kuvveti yaratır. Yüzeylerin çıkıntılı pürüzleri temas halinde ise kuru sürtünme, yüzeyler arasında kayganlaştırıcı tabaka varsa sıvı sürtünme oluşur. sürtünme ile kayma bir cismin temas eden yüzeylerinin aynı alanları, başka bir cismin farklı bölgeleriyle temas eder. sürtünme ile yuvarlanma bir cismin temas eden yüzeylerinin farklı alanları tutarlı bir şekilde başka bir cismin karşılık gelen alanlarıyla örtüşür.

Makine-motorun tahrik edilen miline veya iş makinesinin tahrik miline uygulanan momentin bu makinelerin açısal hızına bağımlılığına ne ad verilir? makinenin mekanik özellikleri. Motorlu makineler için, açısal hızda bir artışla torkta bir azalma karakteristiktir; çalışan makineler için açısal hızda bir artışla tork artar.

Mekanizmanın çalıştırma modu, makine veya mekanizma harekete geçirildiğinde ve mekanizma daha düşük bir hızdan daha yüksek bir hıza aktarıldığında gerçekleşir. Mekanizmanın sabit hareketi sırasında kuvvetlerin değişim periyodu genellikle indirgeme bağlantısının bir, iki veya birkaç devrine karşılık gelir ve mekanizmanın çalışma koşulları değişmezse sınırsız sayıda tekrar edilebilir. Mekanizmanın aşırı çalışma modu, mekanizmanın durduğu veya daha yüksek bir hızdan daha düşük bir hıza aktarıldığı süreye karşılık gelir. Çoğu makine için ana hareket sabit harekettir ve hızlanma ve hızlanma yalnızca makineyi çalıştırırken ve durdururken gerçekleşir.

Derste tartışılan sorular. Mekanizmaların bağlantılarına etki eden kuvvetler. Bağlantı atalet kuvvetlerinin belirlenmesi. Mekanizmaların kinetostatik analizi.

Bazı temel kavramlar.

İtici güçler- bunlar, önde gelen bağlantının hareketini hızlandırma eğiliminde olan mekanizmanın bağlantılarına uygulanan güçlerdir, temel çalışmaları pozitiftir.

Direniş güçleri- bunlar, mekanizmanın bağlantılarına uygulananlar arasında, önde gelen bağlantının hareketini yavaşlatma eğiliminde olan kuvvetlerdir, temel çalışmaları negatiftir. kuvvetleri ayırt etmek yararlı ve zararlı direnç.

Makineye uygulanan kuvvetlerin etkisi altında, makinenin sabit hareketi sırasında makinenin ana milinin açısal hızı değişir ve ortalama değerinin bir kısmı etrafında dalgalanır.

Açısal hızın en büyük ve en küçük değerleri arasındaki farkın büyüklüğü, verilen kuvvetler için, ana mile indirgenmiş makinenin atalet momentinin büyüklüğüne bağlıdır. Azaltılmış moment ne kadar büyük olursa, bu fark o kadar küçük olur. Böylece, makinenin azaltılmış atalet momentini artırarak, farkın değerini azaltmak mümkündür.

Bu farkın değeri, makinenin düzensiz çalışma katsayısı ile dikkate alınır.

.

Uygulama, katsayı değerlerinin üst sınırlarını belirlemiştir. Dçeşitli makine türleri için bu değerler tablolaştırılmıştır ve TMP literatüründe verilmiştir.

Makinenin azaltılmış atalet momentini arttırmak için, çoğu zaman makinenin ana miline, volan adı verilen bir disk veya jant şeklinde katı bir gövde monte edilir veya çark.

Görev, ana milin dönme eksenine göre volanın böyle bir atalet momentini belirlemektir; burada, ana milin sabit hareket sırasındaki açısal hızının dalgalanma limitleri, eşitsizlik katsayısı ile verilir. sağlanmak D.

Sorunu çözerken, tüm makinenin hareketinin incelenmesinin bir bağlantının hareketinin incelenmesiyle değiştirildiği iyi bilinen makine dinamiği tekniğini kullanırlar (indirgeme bağlantısı). Makinenin ana mili genellikle tahrik bağlantısı olarak alınır.

Volanın azaltılmış momentini belirlemek için, diğerlerine kıyasla metodolojik olarak en başarılı olan Wittenbauer yönteminin kullanılması önerilir. Yöntem, volanın atalet momentinin oluşturulmasıyla belirlenmesinden oluşur. enerji kütle diyagramları parametresi çıkarılarak oluşturulan J mekanizmanın kinetik enerjisindeki ve azaltılmış atalet momentindeki değişikliklerin diyagramlarından, bunun için azaltılmış tahrik kuvvetleri ve direnç kuvvetleri momentlerinin diyagramları, ilk önce tahrik kuvvetlerinin ve direnç kuvvetlerinin işi oluşturulmalıdır.

Mekanizmanın hareket kanunu belirlenirken, tüm hareketli bağlantıların kütleleri, indirgeme bağlantısının kütlesi ile değiştirilir. Döküm bağlantısı bir dönme hareketi gerçekleştirirse, konsept kullanılır azaltılmış atalet momenti .

i-inci bağlantının ağırlık merkezinin doğrusal hızı nerede;