Завдання динаміки машин

ДИНАМІКА МАШИН

Проектування нових машин супроводжується розрахунком їх елементів на міцність: розміри ланок установлюються залежно від сил, що діють на і від режиму та умов роботи машини. Якщо в розділі кінематики і синтезу враховувалася лише довжина ланок, то при розрахунках міцності треба визначити їх переріз, що не можна зробити без попереднього визначення сил, які діють на ланки машини, і тільки з урахуванням матеріалу ланки та допустимих напружень визначаються розміри ланки у тривимірному просторі.

Отже, перше завдання динаміки машин – це вивчення і визначення сил, що діють на ланки машини.

Спроектувавши машину, треба оцінити її якість щодо використання підведеної до неї енергії. Таку оцінку можна зробити за співвідношенням роботи сил, що діють у машині, визначивши ККД, як відношення роботи сил корисного опору до роботи рушійних сил. Це друге завдання динаміки. Третє, одне з найскладніших завдань динаміки – вивчення справжніх законів руху ланок під дією сил.

Четвертим завданням динаміки машин є визначення та зрівноваження реакцій у кінематичних парах, зменшення їх величин, що дасть змогу понизити матеріалоємність, втрати на тертя, знос ланок, подовжити строк експлуатації машини.

Постановка задачі.

Одною з важливих задач динаміки механізмів і машин є задача про визначення найвигідніших співвідношень сил, мас і швидкостей ланок механізмів, які забезпечують заданий режим руху механізму або машини.

У загальному випадку швидкості початкової ланки механізму при усталеному русі механізму є змінними величинами. Коливання швидкостей цієї ланки спричиняють у кінематичних парах додаткові динамічні тиски, що знижують загальний ККД машини і надійність її роботи. Крім цього, такі коливання в ланках механізмів і машин небажані з точки зору як міцності цих ланок, так і втрати потужності, витраченої на ці пружні коливання. Нарешті, коливання швидкостей можуть погіршити той технологічний процес, який виконує машина.

Коливання швидкостей початкової ланки за час усталеного руху бувають двох різних типів. Справді, як було встановлено вище, у більшості машин тільки за повний цикл усталеного руху робота рушійних сил дорівнює роботі сил опору. Всередині ж циклу немає рівності цих робіт і, отже, початкова ланка машини рухається всередині циклу нерівномірно. Оскільки через кожний повний цикл часу усталеного руху кінетична енергія машини набуває початкового значення, то очевидно, що швидкості початкової ланки машини також періодично повторюватимуться з тим самим періодом. Такі коливання швидкостей назвемо періодичними.

Отже, періодичними коливаннями швидкостей машини називаються коливання, при яких швидкості всіх ланок машини в усіх їхніх положеннях мають цілком певні цикли, після закінчення яких ці швидкості набувають щоразу своїх початкових значень.

Крім періодичних коливань швидкостей у машині можуть бути і неперіодичні коливання швидкостей, що залежать від різних причин: раптової зміни корисних або шкідливих опорів, включення в машину додаткових мас і

т. п. Така раптова зміна навантаження на машину спричиняє раптове збільшення або зменшення швидкості головного вала машини, і оскільки ці коливання не мають певного циклу, то такі коливання швидкості машини назвемо неперіодичними. У більшості машин спостерігаються обидва види коливань швидкості.

Коливання швидкості під час усталеного руху можуть досягти такої величини, яка неприпустима з точки зору забезпечення всіх належних умов роботи машини. Тоді може виникнути питання про регулювання у наперед заданих межах величини цих коливань. Задача про регулювання швидкостей під час усталеного руху машини або механізму має велике значення в техніці, оскільки в більшості машин цей час є робочим часом її руху, тобто проміжком часу, протягом якого машина долає виробничі опори.

Дата добавления: 2014-01-20