Высшая КП

В высшей паре два относительных движения - скольжение и перекатывание. Поэтому здесь имеют место два вида трения - трение скольжения и трение качения (рис. 9.9).

Рис. 9.9

При силовом расчете в высшей КП определяются:

• величина реакции F_ij;
• направление реакции F_ij;
• момент сил трения М_трij

известны:

• точка приложения силы - точка контакта рабочих профилей кинематической пары С_2вп;
• направление нормальной составляющей Fⁿ_ij - контактная нормаль к профилям (размеры и форма профилей заданы);
• направление тангенциальной составляющей F_трij - касательная к профилям в точке контакта;
• коэффициенты трения качения k и скольжения f.

Полная величина реакции в КП равна векторной сумме

Число неизвестных в высшей КП при силовом расчете с учетом трения увеличилось с n_s = 1 до n_s = 3 (так как в паре имеется два вида трения).

Силовой расчет механизмов с учетом сил трения.

Постановка задачи силового расчета: для исследуемого механизма при известных кинематических характеристиках и внешних силах, а также размерах элементов КП и величинах коэффициентов трения в них, определить уравновешивающую силу или момент (управляющее силовое воздействие) и реакции в кинематических парах механизма.

Методы решения задач силового расчета с учетом трения:

• составление общей системы уравнений кинетостатики с уравнениями для расчета сил и моментов сил трения с числом уравнений соответствующим числу неизвестных;
• метод последовательных приближений: на первом этапе решается задача кинетостатического расчета без учета трения и определяются нормальные составляющие реакций, по ним рассчитываются силы трения и определяются реакции с учетом трения.

Примечание: силовой расчет с учетом сил трения можно проводить на тех этапах проектирования, когда уже определены размеры элементов КП, материалы звеньев, образующих пары, классы чистоты рабочих поверхностей КП, вид смазки и скорости относительных движений, т.е. параметры по которым можно определить коэффициенты трения. Подробнее с силовым расчетом механизмов с учетом трения можно познакомится в учебнике [ 9.1 ] и в пособии [ 9.5 ].

Понятие о КПД механической системы.

Коэффициентом полезного действия или КПД механической системы называют отношение работы сил полезного сопротивления к работе движущих сил за цикл (или целое число циклов) установившегося режима работы.

КПД механизма характеризует его эффективность при преобразовании энергии, определяет соотношение полученной на выходе полезной энергии и энергетических потерь в механизме на трение, перемешивание масла, вентиляцию, деформацию звеньев и др. Величину КПД можно рассчитать по следующей зависимости:

Рис. 9.10

где A_i - работа движущих сил, A_j - работа сил полезного сопротивления, h - коэффициент полезного действия, y - коэффициент потерь.

Работа движущих сил за цикл

работа сил полезного сопротивления за цикл

где М_дср и М_cср - среднеинтегральные значения движущего момента и момента сил сопротивления,

j _in ,j _jn и _{j i0} , j _j0 - значения угловых координат звеньев i и j,соответственно в начале и в конце цикла.

Подставим эти выражения в формулу для КПД и получим

где u_ji - передаточное отношение механизма.

КПД механической системы при последовательном и параллельном соединении механизмов.

• при последовательном соединении (рис. 9.11) весь поток механической энергии проходит последовательно через каждый из механизмов

• при параллельном соединении механизмов i и j (рис. 9.12) поток механической энергии делится на две части: часть проходящую через механизм i обозначим µ, а часть проходящую через механизм j Þ b, причем µ +b = 1.

Контрольные вопросы к лекции 9.

1. Расскажите о целях и методах виброзащиты машин и механизмов? (стр.1)

2. Проанализируйте силовое взаимодействие двух тел, к одному из которых приложена внешняя сила изменяющаяся по гармоническому закону? (стр. 1-2)

3. Определите область эффективности виброизолятора? (стр. 2-3)

4. Определите область эффективности динамического гасителя? (стр. 3-4)

5. Как осуществляется настройка динамического гасителя? (стр. 3)

6. Дайте определение процесса трения, перечислите виды трения? (стр. 5)

7. Изобразите силовую картину в плоской кинематической паре (вращательной, поступательной и высшей) при учете трения? (стр. 6)

8. Опишите особенности силового расчета механизмов при учете трения? (стр. 8)

9. Что называют коэффициентом полезного действия механической системы? (стр. 8-9)

10. Как определяется КПД механической системы при последовательном и параллельном соединении элементов? (стр. 9-10)

Дата добавления: 2014-01-03