Примеры решения задач Т1 1 страница

Основные разделы курса и вопросы для самоконтроля

ТЕОРИЯ МЕХАНИЗМОВ И МАШИН

Литература по Сопротивлению материалов

1. Степин П.А. Сопротивление материалов / П.А. Степин. – Москва: Высш. шк., 1988. – 368 с.

2. Александров А.В. Сопротивление материалов / А.В.Александров, В.Н. Трошин, В.И. Шалашилин. - Москва: Высш. шк., 2001. – 560 с.

3. Горшков А.Г. Сопротивление материалов / А.Г. Горшков,

В.Д. Потапов, Б.П. Державин. – Москва: Физматлит, 2002. – 560 с.

4. Миролюбов И.Н. Сопротивление материалов: пособие по решению задач / И.Н. Миролюбов. 8-е изд. стер. – Санкт-Петербург: “Лань”, 2009. – 512 с.

5. Ицкович Г.М. Сопротивление материалов: учебник / Г.М. Ицкович. – 7-е изд., испр. – Москва: Высш. шк., 1986. – 352 с.

Теория механизмов и машин – наука, изучающая общие мето­ды структурного и динамического анализа и синтеза различных механизмов, механику машин. Важно подчеркнуть, что излагаемые в теории механизмов и машин методы пригодны для проектирова­ния любого механизма и не зависят от его технического назначения, а также физической природы рабочего процесса машины.

Курс теории механизмов и машин (по существу) является ввод­ным в специальность будущего инженера и поэтому имеет инженер­ную направленность; в нем широко используется современный ма­тематический аппарат и изучаются практические приемы решения задач анализа и синтеза механизмов – аналитические с применени­ем ЭВМ, графические и графоаналитические.

Структура механизмов

1. Приведите определение звена, кинематической пары, кинема­тической цепи. 2. Назовите основные плоские кинематические пары, объясните деление пар на высшие и низшие, покажите возможные и невозможные движения звеньев пар относительно друг друга. Приведите пример пространственной пары. 3. Какие кинематиче­ские цепи, замкнутые или незамкнутые, используют обычно для ме­ханизмов? Приведите определение механизма. 4. Объясните физиче­ский смысл числовых коэффициентов в структурной формуле. Поче­му большинство механизмов должно иметь одну степень свободы? Можно ли в механизме с одной степенью свободы изменить поло­жение звеньев, не меняя положения входного звена? 5. Приведите пример пространственного механизма и покажите на нем движения звеньев, отличающие его от плоского механизма.

Анализ механизмов

1. Через планы положений кривошипно-ползунного меха­низма, шарнирного четырехзвенника и кулисного механизма определите крайние положения ведомого звена. 2. На­пишите векторные уравнения: связывающее скорости двух точек одного звена и связывающее их ускорения. 3. Постройте план скоростей и план ускорений для шарнирного четырехзвенника и оп­ределите числовое значение угловой скорости и углового ускорения шатуна и их направление. Как следует определять скорость (ускорение) третьей точки звена при известных векторах скоростей (ускорений) двух точек этого звена, используя свойство подобия? 4. Как по кривой диаграммы перемещений звена опреде­лить положения механизма, при которых скорость звена равна нулю, и положения, при которых скорость максимальна? 5. Какие виды сил могут действовать на механизм при его движении? Могут ли силы трения быть движущими силами? 6. Как ставится задача кинетостатического анализа: что известно и что нужно найти? 7. На каком основании в кинетостатическом анализе приравнивают нулю сумму сил и сумму моментов, действую­щих на звенья движущегося механизма? 8. Какими способами можно определить уравновешиваю­щий момент на кривошипе? Зависит ли он от скорости движения? 9. Как применить рычаг Жуковского для определения приведенной силы? 10. По­чему приведенная масса (или приведенный момент инерции) ры­чажного механизма изменяется с изменением его положения, а для зубчатого механизма постоянна? Меняется ли приведенная масса с изменением скорости? 11. Какое уравнение движения (уравнение кинетической энергии или дифференциальное уравнение движения) следует применять для определения закона движения механизма для случаев: силы - функция положения, силы – функция скорости? 12. Как можно уменьшить время разбега и выбега? Изменяется ли кинетическая энергия на режиме установившегося движения? 13. Что такое средняя скорость установившегося дви­жения, коэффициент неравномерности движения? 14. Что та­кое неуравновешенность? Через какие места вращающаяся масса воз­действует на стойку? Каковы вредные последствия неуравновешен­ности вообще и когда неуравновешенность особенно опасна? 15. Что та­кое статическая балансировка, гарантирует ли она полное уравно­вешивание, сколько уравновешивающих грузов достаточно для статического уравновешивания? 16. Сколько уравновешивающих гру­зов достаточно для полного уравновешивания вращающейся массы?

Синтез механизмов

1. При каких соотношениях между размерами звеньев кривошип в дезаксиальном кривошипно-ползунном механизме не сможет совершить полный оборот (станет коромыслом)? 2. Спроектируйте кривошипно-коромысловый шар­нирный четырехзвенник по двум заданным крайним положениям его коромысла. 3. Как определяют общее передаточное отношение длясоединения зубчатых колес с неподвижными осями вращения проме­жуточными двойными и одиночными колесами? Что означают знаки «+» и «–» в передаточных отношениях? Для чего применяют сложные соединения зубчатых колес? 4. По формуле передаточного отно­шения планетарной передачи покажите, что планетарная передача может иметь большее передаточное отношение, чем передача с непо­движными осями, составленная из тех же колес. 5. Каковы требова­ния к положению общей нормали к профилям зубьев для получения постоянного передаточного отношения? Какова форма зубчатых колес с переменным передаточным отношением? 6. По модулю и числу зубьев найдите параметры нормального зубчатого колеса: радиусы или диаметры четырех характерных окружностей, шаг, толщину зуба и ширину впадины. Что такое эвольвента, как ее построить, каковы ее свойства и какая часть зуба очерчивается по эвольвенте? 7. Определите общие параметры нормальных колес, находящихся во внешнем зацеплении: начальные окружности, полюс зацепления, межосевое расстояние, угол зацепления, линий зацепления, рабочие участи профилей, угол перекрытия, коэффициент перекрытия. Покажите, что передаточное отношение при движении работающих зубьев остается постоянным. Будет ли в эвольвентном зацеплении изменяться скорость ведомого колеса, если при постоянной скорости ведущего колеса «на ходу» несколько изменять межосевое расстояние? 8. Почему желательно применение колес с малым числом зубьев и что препятствует в этом случае применению нормальных колес? 9. Для каких целей применяют корригированные колеса и какими размерами они отличаются от нормальных колес того же модуля и числа зубьев? 10. Почему в передаточное отношение пространственной передачи не вводят знак, характеризующий связь между направлениями вращений? 11. Определите передаточное отношение конической зубчатой передачи через углы начальных конусов. В каком месте конического колеса модуль стандартный? 12. Как определить переда­точное отношение червячной передачи? 13. Начертите схемы распространенных типов плоских и пространственных кулачковых механизмов. 14. Как по чертежу кулачкового механизма получить диаграмму перемещений ведомого звена? 15. Сравните кулачковые и рычажные механизмы по их достоинствам и недо­статкам.

Основы теории машин-автоматов

1. Каковы недостатки системы управления с кулачковым рас- пределительным валом? 2. В чем удобство применения в автоматике двоичной системы счисления? 3. Назовите основные логические опе- рации и объясните работу соответствующих логических элементов, выполняющих эти операции. 4. В чем удобство применения системы управления по пути (от сигналов конечных выключателей) по сравнению с системой управления по времени (от кулачкового вала) 5. Назовите условия работы, в которых применение манипуляторов особенно необходимо. 6. Для каких работ применяют промышленных роботов? 7. Почему для манипуляторов и роботов необходимы кинематические цепи со многими степенями свободы?

2.2. Задачи по «Теории механизмов и машин»

Контрольная работа по «Теории механизмов и машин» состоит из двух задач. Номер варианта схемы механизма студент выбирает по последней цифре своего шифра (если эта цифра 0, то выполняют вариант 10), а числовые данные – из соответствующей таблицы по предпоследней цифре шифра.

Задача Т1

В зубчатой передаче, показанных на схемах (рис. 9 – 18), входное колесо 1 в данный момент имеет угловую скорость и постоянное угловое ускорение , направленное по движению или против движения. Определить:

1) передаточное отношение между входным и выходным звенья­ми и его знак (если их оси вращения параллельны);

2) угловую скорость и угловое ускорение выходного звена, их направления показать на схеме передачи;

3) время, в течение которого угловая скорость увеличится в два раза (если движение ускоренное), или уменьшится до нуля (если движение замедленное);

4) общий коэффициент полезного действия передачи.

В таблице заданных величин z – число зубьев колес приво­дится с индексом, соответствующим их номеру на схеме механизма, для червяка 1; 2; 3 г – число заходов, а направление витков червяка ука­зано буквами: л – левое, п – правое.

Для расчетов принять следующие значения коэффициента по­лезного действия (учитывающего потери и в зацеплении и в под­шипниках): для пары цилиндрических колес =0,97; для пары конических колес =0,95; для планетарной передачи с внешними зацеплениями ее колес =0,5, а для имеющей внутреннее зацеп­ление одной из пар = 0,96; для червячной передачи при одно-, двух- и трехзаходном червяке – соответственно =0,7; 0,75; 0,8.

Вариант 1 (рис. 9, табл. 7)   Рис. 9

Вариант 2 (рис.10, табл. 8)   Рис. 10

Таблица 7

Величина	Предпоследняя цифра шифра
Z1
Z2
Z2’
Z3
Z3’
Z5
Z6
Z7
Z7’
Z8
, рад/с
, рад/с^2

Величина	Предпоследняя цифра шифра
Z1
Z2
Z2’, Z4’
Z3 , Z5
Z4 , Z6
, рад /с
, рад/с^2

Таблица 8

Вариант 3 (рис. 11, табл. 9)   Рис. 11

Вариант 4 (рис.12, табл. 10)     Рис. 12

Таблица 9

Величина	Предпоследняя цифра шифра
Z1
Z2
Z2’ , Z5’
Z3,Z6
Z4,Z7
, рад/с
, рад/с^2

Таблица 10

Величина	Предпоследняя цифра шифра
Z1
Z3
Z3’
Z5
Z5’	3, п	2, л	1, п	2, л	1,п	3, л	2,п	1.л	2,п	3,л
Z6
, рад/с
, рад/с^2

Вариант 5 (рис. 13, табл. 11) Рис. 13

Вариант 6 (рис.14, табл. 12) Рис. 14

Таблица 11

Величина	Предпоследняя цифра шифра
Z1
Z2
Z2’
Z4
Z4’
Z5
Z6
, рад/с
, рад/с^2

Таблица 12

Величина	Предпоследняя цифра шифра
Z1
Z2
Z2’
Z3
Z4
Z5
Z5’
Z6
Z6’
Z7
, рад/с
, рад /с^2

Вариант 7 (рис. 15, табл. 13) Рис. 15

Вариант 8 (рис.16, табл. 14) Рис. 16

Таблица 13

Величина	Предпоследняя цифра шифра
Z1
Z4
Z4’
Z5
Z5’
Z6
Z7
, рад /с
, рад/с^2

Таблица 14

Величина	Предпоследняя цифра шифра
Z1
Z2
Z2’
Z3
Z3’
Z4
Z4’
Z5
, рад/с
, рад /с^2

Вариант 9 (рис. 17, табл. 15)     Рис. 17

Вариант 10 (рис.18, табл. 16) Рис. 18

Таблица 15

Величина	Предпоследняя цифра шифра
Z1
Z2
Z2’
Z3
Z3’
Z4
Z4’
Z5
Z5’	2, л	3, п	2, л	1,п	3, л	2,п	1,л	3, п	2, л	1, п
Z6
, рад/с
, рад/с^2

Дата добавления: 2014-12-10