Уравнение для определения кинетической энергии звена

Уравнение для определения кинетической энергии звена

Лекция 5. Динамика машин и механизмов.

Динамика — раздел механики машин и механизмов, изучающий закономерности движения звеньев механизма под действием приложенных к ним сил. Имеется такое определение: “Динамика рассматривает силы в качестве причины движения тел”. В основе динамики лежат три закона, сформулированные Ньютоном, из которых следует:

Из первого закона: Если равнодействующая всех внешних сил, действующих на механическую систему равно нулю, то система находится в состоянии покоя.

Из второго закона: Изменение состояния движения механической системы может быть вызвано либо изменением действующих на нее внешних сил, либо изменением ее массы.

Из этих же законов следует, что динамическими параметрами механической системы являются:

— инерциальные (массы m и моменты инерции I );

— кинематические (линейные a и угловые ускорения).

В общей постановке динамика — изучение каких-либо процессов или явлений в функции времени.

Динамическая модель — модель системы, предназначенная для исследования ее свойств в функции времени (или модель системы, предназначенная для исследования в ней динамических явлений).

Прямая задача динамики — определение закона движения системы при заданном управляющем силовом воздействии.

Обратная задача динамики — определение требуемого управляющего силового воздействия, обеспечивающего заданный закон движения системы.

Методы составления уравнений (динамической модели системы):

— энергетический (уравнения энергетического равновесия — закон сохранения энергия);

— кинетостатический (уравнения силового равновесия с учетом сил инерции по принципу Д’Аламбера ).

Задачами динамического анализа и синтеза механизма, машины являются изучение режимов движения с учетом действия внешних сил и установление способов, обеспечивающих заданные режимы движения. При этом могут определяться мощности, необходимые для обеспечения заданного режима движения машины, проводиться сравнительная оценка механизмов с учетом их механического коэффициента полезного действия, устанавливаться законы движения ведущего звена (например, колебания угловой скорости кривошипа за один оборот) под действием внешних сил, приложенных к звеньям механизма, а также решаться задачи подбора оптимальных соотношений между силами, массами, размерами звеньев механизмов.

В динамике машин объектом изучения (исследования) является машинный агрегат. В общем виде его можно представить как механическую систему, состоящую из трех основных частей (рис. 4.1): машина-двигатель, передаточный механизм и рабочая машина (или исполнительный механизм). В ряде случаев в состав машинного агрегата входит система управления.

Рис. 5.1. Составные части машинного агрегата

В машине-двигателе какой-либо вид энергии преобразуется в механическую энергию, необходимую для приведения в движение рабочей машины. Например, в электродвигателе электрическая энергия преобразуется в механическую, а в двигателе внутреннего сгорания в механическую энергию преобразуется тепловая энергия сгорания топлива.

Передаточный механизм служит для преобразования движения, изменения характера движения, скорости, направления движения и т.д.

Рабочая машина предназначена для выполнения работы, связанной с трудовой деятельностью человека или выполнением технологического процесса.

Работа – физическая величина, характеризующая преобразование энергии из одной формы в другую.

Элементарная работа силы выражается формулой

где Р – сила; dS – элементарная величина перемещения точки приложения силы; – угол между векторами силы и скорости.

Элементарная работа момента силы выражается формулой

,

где М – момент силы; – элементарный угол поворота.

Размерность работы измеряется в джоулях: Дж = Нм.

Полная работа выражается формулами

, или .

Мощность – это энергетическая характеристика, равная отношению работы к интервалу времени ее совершения, выражается формулами

,

где V – скорость точки приложения силы Р ,

или ,

где – угловая скорость звена, к которому приложен момент.

Размерность мощности измеряется в ваттах: Вт = Дж/ c ; 1000 Вт =1 кВт (киловатт), 1 кВт = 1, 36 л . с .

Кинетическая энергия, приведенная масса, приведенный момент инерции механизма

Анализ движения машинного агрегата, находящегося под действием приложенных к нему внешних сил, удобно проводить с использованием метода приведения масс и сил к какому-либо звену механизма. Он сводится к анализу динамики тела (звена приведения), к которому приведены все внешние силы и моменты. Чаще всего звеном приведения выступает ведущее звено механизма.

Задача динамического анализа – определение истинного закона движения ведущего звена механизма, находящегося под действием заданных внешних сил и моментов, действующих в машинном агрегате.

Кинетическая энергия механизма

Для i -го звена, совершающего сложное движение (например, для шатуна кривошипно-ползунного механизма), кинетическую энергию можно выразить формулой

,

где первое слагаемое правой части – это кинетическая энергия поступательного движения центра масс звена; второе слагаемое – кинетическая энергия вращательного движения; m_i – масса звена; V_si – скорость центра масс; J_si – момент инерции звена относительно центра масс; – угловая скорость звена.

Для всего механизма кинетическая энергия равна сумме кинетических энергий всех звеньев механизма:

(1)

где n – количество подвижных звеньев.

Приведенная масса механизма

Условно заменим механизм его динамической моделью. Например, кривошипно-ползунный механизм (рис. 4.2) заменим динамической моделью, состоящей из стойки и кривошипа.

Рис. 5.2. Замена кривошипно-ползунного механизма динамической моделью

Здесь ОА – звено приведения механизма, в котором как бы сосредоточена инертность всех звеньев механизма, А – точка приведения.

Уравнение (1) умножим и разделим на квадрат скорости точки приведения V_A :

Выражение в квадратных скобках имеет размерность массы (кг) и называется приведенной массой m _пр механизма в точке А.

. (2)

Приведенной массой механизма называется такая условная масса, которая как бы сосредоточена в точке приведения механизма, кинетическая энергия которой равна сумме кинетических энергий всех звеньев механизма.

Приведенный момент инерции

Так как , где – длина звена приведения, – его угловая скорость, то кинетическую энергию механизма можно выразить уравнением

где приведенный момент инерции механизма

. (3)

Приведенным моментом инерции механизма называется такой условный момент инерции, которым как бы обладает звено приведения относительно оси вращения, кинетическая энергия которого (при таком моменте инерции) равна сумме кинетических энергий всех звеньев механизма.

Величины m _пр и J _пр не являются постоянными для данного механизма, а меняют свое численное значение в зависимости от положений звеньев, так как звенья меняют свои скорости.

Определить приведенную массу и приведенный момент инерции для заданного положения кривошипно-ползунного механизма (рис. 5.3), если известны положения центров масс звеньев ( S ₁ и S ₂), линейные и угловые скорости звеньев и центров масс звеньев: , и – скорости центров масс кривошипа, шатуна и ползуна, и – угловые скорости кривошипа и шатуна.

Рис. 5.3. Кривошипно-ползунный механизм

Пусть кривошип 1 – звено приведения, А – точка приведения.

Приведенная масса механизма согласно (4.2) вычисляется по формуле

,

а приведенный момент инерции согласно (3) – по формуле

.

Уравнение движения машины в форме кинетической энергии

Рассмотрим состояние механизма при двух различных положениях ведущего звена, разделяемых каким-либо промежутком времени или углом поворота ведущего звена – кривошипа (рис. 5.4).

Рис. 5.4. Кинематические и динамические параметры механизма

при различных положениях звена приведения

При положении кривошипа угловая скорость звена приведения – , I _пр.0 – приведенный момент инерции механизма в рассматриваемом положении.

При положении угловая скорость звена приведения – , I _пр.1 – приведенный момент инерции механизма.

Изменение кинетической энергии механизма за этот промежуток времени будет равно разности работ сил движущих А_дв и сил сопротивления А_сопр , выполненных за это время (или избыточной работе ):

. (4)

(5)

где Е ₀ и Е₁ – величины кинетических энергий механизма при положениях и кривошипа.

(6)

(7)

где М_дв и М_сопр – приведенные моменты сил движущих и сил сопротивлений.

Подставив (5-7) в (4), получим

. (8)

Из (8) выразим угловую скорость кривошипа при положении :

(9)

Уравнение (9) называют уравнением движения машины в форме кинетической энергии.

Уравнение движения машины в дифференциальной форме

Уравнение (8) можно записать в виде

(10)

где – суммарный приведенный момент сил движущих и сил сопротивлений.

Продифференцируем (10) по переменной :

(11)

Преобразуем , разделив числитель и знаменатель на , и получим

,

где – угловое ускорение.

Тогда уравнение (11) можно записать в виде

Это есть дифференциальное уравнение движения машины для ведущего вращающегося ведущего звена.

Дифференциальное уравнение движения машины для поступательно движущегося ведущего звена выводится аналогично предыдущим выкладкам и имеет вид .

Решать дифференциальные уравнения движения можно графическим или численным методом (методом последовательных приближений).

Режимы движения машины

В общем виде движения машины можно разделить на три основных режима (периода): разгон, установившееся движение и останов (рис. 5.5).

Рис. 5.5. Схема режимов движения машины

В режиме разгона угловая скорость в начале режима , в конце – , что следует из уравнения (4.9). При этом всегда , иначе разгон невозможен.

В режиме установившегося движения , изменение кинетической энергии (в среднем за один оборот ведущего вала) . В пределах одного оборота происходят периодические колебания угловой скорости вала машины.

В режиме останова (когда двигатель отключен) . При этом выполняется работа, затрачиваемая на преодоление сил трения:

Механический кпд механизма

В период установившегося движения машины соблюдается условие равенства работ сил движущих и сил сопротивлений:

.

Работа сил сопротивления складывается из суммы работ сил полезного сопротивления и сил вредного сопротивления . Тогда

.

Разделим левую и правую части равенства на величину работы сил движущих:

где – механический (цикловой) коэффициент полезного действия (кпд); – коэффициент механических потерь.

Определение кпд машинного агрегата при последовательном соединении входящих в него механизмов

Рассмотрим машинный агрегат, состоящий из последовательно соединенных механизмов, условно обозначенных на схеме (рис. 5.6) цифрами 1, 2 и 3.

Рис. 5.6. Машинный агрегат с последовательно соединенными механизмами

Пусть к механизму 1 подводится работа величиной А. На выходе получаем работу величиной А ₁ , которая подводится к механизму 2 и т.д. Величина работы на выходе всегда меньше, чем подведенная работа на входе ( А ₁ A , A ₂ A ₁, A ₃ A ₂), так как в каждом механизме имеются механические потери подведенной к нему работы.

Тогда общий кпд машинного агрегата

а кпд каждого механизма

, , .

Перемножим кпд всех последовательно соединенных механизмов:

Вывод: общий механический кпд машинного агрегата, состоящего из последовательно соединенных n механизмов, равен произведению их кпд:

Определение кпд машинного агрегата при параллельном соединении входящих в него механизмов

Рассмотрим машинный агрегат, состоящий из трех параллельно соединенных механизмов, условно обозначенных на схеме (рис. 5.7) цифрами 1, 2, 3. Пусть к механизмам подводится работа величиной А , которая распределяется на каждый механизм в разных долях, определяемых коэффициентами , , , каждый из которых меньше 1, а их сумма .

Рис. 5.7. Машинный агрегат с параллельно соединенными механизмами

Общий кпд всего машинного агрегата можно выразить отношением суммы работ на выходе механизмов к общей подведенной работе А :

. (12)

, ;

, ;

, ,

то, подставив эти выражения в (12), получаем

.

Отсюда следует, что общий механический кпд машинного агрегата при параллельном соединении механизмов равен сумме величин кпд каждого механизма, умноженных на коэффициенты долей работ, подводимых к механизмам:

.

Сравним варианты последовательного и параллельного соединения механизмов с точки зрения минимизации механических потерь в машинном агрегате.

Пусть величины кпд каждого механизма равны . При этом коэффициенты, учитывающие доли распределения общей работы А между всеми механизмами, также равны:

.

, .

Так как , то . Отсюда следует, что параллельное соединение механизмов в машинном агрегате предпочтительнее с точки зрения уменьшения механических потерь.

Если , то действительного движения механизма произойти не может. Это называется явлением самоторможения. Следовательно, если при теоретических расчетах получим , то механизм в заданном направлении двигаться не может.

Для возможности движения механизма необходимо обеспечить условие

.

Неравномерность хода ведущего звена машины

Уравнение движения главного вала машины в форме кинетической энергии имеет вид (см. формулу 9)

.

Так как величина избыточной работы , являясь функцией угла поворота вала , угловой скорости и времени t , есть величина переменная, т.е. , при этом , то при установившемся режиме работы машины угловые скорости в начале и конце одного цикла Т (например, одного оборота) равны: (рис. 5.8).

За цикл изменение кинетической энергии равно нулю . Внутри цикла угловая скорость вала может меняться, что вызывает дополнительные динамические (инерционные) нагрузки, а также дополнительное трение в кинематических парах, снижающее надежность механизма и его кпд.

Ухудшаются условия работы механизма, приходится увеличивать материалоемкость машины, повышать прочность звеньев, нести дополнительные энергетические затраты на преодоление трения.

Рис. 5.8. Периодические колебания угловой скорости главного вала машины в период установившегося движения

Коэффициент неравномерности хода ведущего вала машины выразим формулой

, (13)

. (14)

Из (13) и (14) получим

Величина может находиться в следующих пределах: для ударных машин и прессов , для металлорежущих станков , для двигателей .

Регулирование периодических колебаний угловой скорости с помощью маховика

В случае необеспечения требуемой величины при работе машины могут возникнуть нежелательные явления и процессы (вибрация, повышенные энергетические затраты, невозможность выполнения технологического процесса и т.д.). При условии периодических колебаний угловой скорости вала для получения заданной величины используют маховик – массивное колесо с большим моментом инерции.

Основная задача при расчете маховика – это определение его момента инерции. Маховик с таким моментом инерции в интервале скоростей от до (см. рис.5.5) должен произвести работу, равную изменению кинетической энергии механизма за это время:

.

Расчет величины момента инерции маховика

Приведенный момент инерции механизма можно представить в виде

при ,

при ,

где – постоянная составляющая приведенного момента инерции механизма; – момент инерции маховика или маховых масс (колес, валов и т.д.), (величина постоянная для данного механизма); – составляющая приведенного момента инерции при максимальной скорости в цикле ; – составляющая приведенного момента инерции при минимальной скорости в цикле .

. (15)

Из (15) следует (если ,

.

С учетом (13) и (14) получим

. (16)

Для определения величины задаются величинами и . Формулу (16) можно упростить, если принять . Тогда

.

При больших маховых массах (когда ) можно приближенно принять

.

Для определения величины можно пользоваться диаграммами моментов сил движущих и сил сопротивлений (рис. 5.9).

Рис. 5.9. Моменты сил движущих и сил сопротивлений в цикле Т

Площади f ₁… f ₄, ограниченные кривой М_сопр и графиком М_дв , представляют собой разности работ движущих моментов М_дв и моментов сопротивлений М_сопр . Суммы площадей имеют соотношение

Выбирают наибольшую из заштрихованных площадей. Если , то величину максимальной избыточной работы можно определить по формуле

,

где и – масштабы графиков по осям и М.

Регулирование непериодических колебаний скорости движения машин

В процессе выполнения работы приходится регулировать скорость рабочего органа машины. Например, в стационарных двигателях необходимо поддерживать скорость рабочего органа постоянной , а в двигателях транспортных машин эта скорость должна изменяться в широких пределах.

Из уравнения движения машины следует, что изменения скорости рабочего органа можно достигнуть за счет изменения разности работ движущих сил и сил сопротивления ( ). Устройства, обеспечивающие изменения работы сил сопротивления применяются в виде тормозов, например, в транспортных машинах, которые снабжаются также и приспособлениями для одновременного разобщения двигателя с машиной – орудием.

Другим способом регулирования является изменение работы движущих сил путем воздействия на орган, подающий энергию к входному звену (поршню у двигателя внутреннего сгорания, лопаткам турбины и т.д.).

Регулирование может осуществляться либо человеком-оператором, либо автоматически – с помощью устройств, называемых регуляторами.

Одним из них является центробежный регулятор (рис.5.10), приводимый во вращение валом двигателя В. Ползун А соединяется с органом, подводящим рабочее тело (пар, горючая смесь и т.д.). Регулятор автоматически поддерживает скорость вала двигателя постоянной, т.к. ее увеличение приводит к уменьшению подачи рабочего тела и наоборот.

— Что изучается в разделе курса динамика машин и механизмов?

— Какие задачи решаются при исследовании динамики машин?

— Что представляет собой динамическая модель машины?

— Как формулируются прямая и обратная задачи динамики машин?

— Что называется «энергией», «работой» и «мощностью»?

— Дайте формулировку закона изменения кинетической энергии?

— Какая теорема механики положена в основу уравнений динамики машин?

— Как записать кратчайшую форму уравнения динамики?

— Какие силы относятся к активным силам?

— Какие силы относятся к реактивным силам

— Как идеальные механизмы преобразуют энергию?

— Что называют механическим коэффициентом полезного действия машинного агрегата ?

— Как определяется к.п.д. машинного агрегата при последовательном соединении механизмов?

— Как определяется к.п.д. машинного агрегата при параллельном соединении механизмов?

— Какие существуют виды (режимы) движения машин?

— Чем характеризуется пуск, остановка и установившийся режим работы машин?

— Какой режим движения называется разбегом?

— Как изменяется при разбеге кинетическая энергия и скорость движения звена приведения?

— Какой режим движения называется выбегом?

— Как изменяется при выбеге кинетическая энергия и скорость движения звена приведения?

— Какой режим движения машины называется установившимся ?

— Изменяется ли кинетическая энергия и скорость движения звена приведения при установившемся равновесном движении?

— Какой режим движения получил название установившегося неравновесного движения?

— Что такое коэффициент неравномерности движения машины?

— В чем заключается закон передачи мгновенной мощностив машине?

— Дайте определение понятию «мгновенная мощность»?

— От чего зависит величина силы, приведенной к звену приведения?

— Что называется приведенным моментом сил?

— Что такое приведенная масса?

— Что такое приведенный момент инерции?

— Что называется приведенным моментом инерции маховика?

— На каком принципе теоретической механики основан метод профессора Жуковского Н.Е.?

— В чем суть метода профессора Жуковского Н.Е.?

— Что определяется методом профессора Жуковского Н.Е.?

— Какие дифференциальные уравнения применяются для общего описания движения машинного агрегата?

— Какое число уравнений движения должно быть записано, чтобы описать движение машинного агрегата?

— В каких случаях в уравнении движения должно учитываться изменение потенциальной энергии?

— Назовите звено приведения, движение которого описывается дифференциальным уравнением в форме уравнения моментов.

— Назовите звено приведения, движение которого описывается дифференциальным уравнением в форме уравнения сил.

— Назовите наиболее типичные условия работы машины?

— При каких условиях (режимах) работы машины необходимо регулирование скорости движения?

— Для чего предназначен маховик в машине?

— Какое допущение принято для приближенного определения момента инерции маховика?

— В чем заключается кинематический и динамический эффект действия маховика?

— Как определяется момент инерции маховика?

— Запишите дифференциальное уравнение вращения маховика.

— Приведите зависимость между движущей силой и силой полезного сопротивления, обеспечивающую режим установившегося неравновесного движения.

— Что называется «коэффициентом неравномерности » и какие величины этого коэффициента установлены для различных машин?

— Какими методами регулируется величина «коэффициента неравномерности» ?

— Как связаны приведенный момент инерции звена приведения и коэффициент неравномерности вращения?

— Как определить вес обода маховика?

— Как по коэффициенту неравномерности определяется необходимая маховая масса первой группы звеньев ?

— Изложите алгоритм решения задачи регулирования хода машины по методу Н.И. Мерцалова ?

— По каким зависимостям рассчитываются первые передаточные функции кривошипно-ползунного механизма ?

— Как определяются параметра динамической модели для двигателя внутреннего сгорания ?

— Как строится диаграмма кинетической энергии второй группы звеньев ?

— Как строится диаграмма угловой скорости звена приведения ?

— Как учитывается статическая характеристика асинхронного электродвигателя при анализе динамических процессов ?

— Какое устройство называется регулятором?

— Назовите виды наиболее распространенных регуляторов.

— Каков принцип действия центробежных регуляторов?

— В каких пределах центробежный регулятор обеспечивает режим установившегося движения?

— Каков принцип действия тормозного регулятора?

Адрес: Россия, 450071, г.Уфа, почтовый ящик 21

а) положения звеньев, скорости и ускорения точек и звеньев

б) положение звеньев

в) скорости и ускорения звеньев и точек

г) ускорения точек и силы

4.9. Определение реакций в кинематических парах является задачей:

а) кинематического анализа механизма

б) силового анализа механизма

в) структурного анализа механизма

г) динамического анализа механизма

5.9.Конические зубчатые передачи передают вращательное движение при ……

а) параллельном в) скрещивающимся

5.19. В формуле Герца величина q_пр – это:

А) распределенная нагрузка по длине контактной линии

б) модуль продольной упругости материала колеса

в) радиус кривизны

5.29. Диаметры участков валов под подшипники качения выбирают в соответствии …

а) с внутренним диаметром подшипника.

Б) с внешним диаметром подшипника

в) со средним диаметром подшипника

5.35. Быстроходность шариковых подшипников качения по сравнению с

а) большая.в) одинаковые

1.2. Изделие, изготовленное из однородного по наименованию и марке материала,

а) деталью в) механизмом

б) изделием г) машиной

1.10. К показателям надежности детали относят:

1.20. Неточности расчетов на прочность компенсируются за счет:

А) запасов прочности

б) увеличения габаритов деталей

в) проверочных расчетов

г) уменьшения габаритов деталей

2.10. Степень подвижности структурной группы Ассура равна:

3.5. Единица измерения углового ускорения звена ε:

4.10. Период изменения скорости начального звена при установившемся движении называется:

А) циклом

5.10. Нагрузочная способность конической зубчатой передачи по сравнению с цилиндрической :

а) больше б) равны в) меньше

5.20. Напряжения изгиба в зацеплении зубчатых колес возникает:

а) у вершины зуба б) у основания зуба

в) в месте посадки на вал г) по линии касания зубьев

5.30. Подшипники – это технические устройства, являющиеся частью опор вращающихся осей и валов, воспринимающие радиальные и

5.34. Нагрузочная способность роликоподшипников по сравнению с шариковыми

А) выше

91. Задание << 91 >> ТММ 91

Отметьте правильный ответ

Кинематическая пара называется низшей, если элементы звеньев соприкасаются:

92. Задание << 92 >> ТММ 92

Отметьте правильный ответ

Число степеней свободы плоского рычажного механизма можно определить по формуле:

93. Задание << 93 >> ТММ 93

Механизм, все подвижные звенья которого описывают неплоские траектории или траектории, лежащие в пересекающихся плоскостях, называется ….

Правильные варианты ответа: пространственным

94. Задание << 94 >> ТММ 94

Плоский рычажный механизм, структурная формула которого имеет вид I ® III ® II₁ , называется механизмом …. класса

Правильные варианты ответа: III (третьего)

95. Задание << 95 >> ТММ 95

Отметьте правильный ответ

Звено, которому сообщается движение для приведения в движение других звеньев механизма, называется:

96. Задание << 96 >> ТММ 96

Отметьте правильный ответ

Звено, которому приписывается одна или несколько обобщенных координат механизма, называется:

97. Задание << 97 >> ТММ 97

Отметьте правильный ответ

Звено плоского рычажного механизма, совершающего вращательное движение, называется:

98. Задание << 98 >> ТММ 98

Отметьте правильный ответ

Звено плоского рычажного механизма, совершающего поступательное движение, называется:

99. Задание << 99 >> ТММ 99

Формула Чебышева для определения числа степеней свободы плоского рычажного механизма имеет вид ……

Правильные варианты ответа: W = 3n – (2p_н + р_в) + q

100. Задание <<100 >> ТММ 100

Отметьте правильный ответ

Кинематическая пара, имеющая одну связь, называется:

101. Задание <<101>> ТММ 101

Отметьте правильный ответ

Кинематическая пара, имеющая две связи, называется:

102. Задание <<102 >> ТММ 102

Отметьте правильный ответ

Кинематическая пара, имеющая три связи, называется:

103. Задание <<103 >> ТММ 103

Отметьте правильный ответ

Кинематическая пара, имеющая четыре связи, называется:

104. Задание <<104 >> ТММ 104

Отметьте правильный ответ

Кинематическая пара, имеющая пять связей, называется:

105. Задание <<105 >> ТММ 105

Отметьте правильный ответ

Формула Чебышева для расчета плоского механизма имеет вид:

106. Задание <<106 >> ТММ 106

Степень подвижности механизма W = …..

Правильные варианты ответов: W = 1

107. Задание <<107 >> ТММ 107

Механизм ….. класса имеет формулу строения вида:

Правильные варианты ответов: III (третьего)

108. Задание <<108 >> ТММ 108

Количество кинематических пар механизма поворота формовочной машины

Правильные варианты ответов: р = 7

109. Задание <<109 >> ТММ 109

Количество подвижных звеньев механизма поворота щековой дробилки n = ….

Правильные варианты ответов: n = 5

110. Задание <<110 >> ТММ 110

Число высших (р_в) кинематических

пар механизма р_в = ….

Правильные варианты ответов: р_в = 2

111. Задание <<111 >> ТММ 111

Отметьте правильный ответ

Степень подвижности структурной группы Ассура первого класса:

112. Задание <<112 >> ТММ 112

Отметьте правильный ответ

Степень подвижности структурной группы Ассура второго класса:

113. Задание <<113 >> ТММ 113

Отметьте правильный ответ

Признаками классификации кинематических пар являются:

+: характер соприкосновения звеньев

-: характер движения звеньев

+: число степеней свободы

-: наличие избыточных связей

114. Задание << 114 >> ТММ 114

Отметьте правильный ответ

Понятие «активные» относится к силам:

115. Задание << 115 >> ТММ 115

Отметьте правильный ответ

Понятие «пассивные» относится к силам:

116. Задание << 116 >> ТММ 116

Отметьте правильный ответ

Понятие «внутренние» относится к силам:

117. Задание << 117 >> ТММ 117

Отметьте правильный ответ

Уравнение для расчета приведенного момента сил, приложенных к j-му звену, совершающему поступательное движение, в обобщенной форме имеет вид:

+:

-:

-:

-:

118. Задание << 118 >> ТММ 118

Отметьте правильный ответ

Формула для расчета мощности, затрачиваемой на преодоление сил трения в поступательной паре…

-: N = F n ∙f ∙ r ∙ w 2

119. Задание << 119 >> ТММ 119

Отметьте правильный ответ

Формула для расчета мощности, затрачиваемой на преодоление сил трения во вращателной паре…

-: N = F n ∙f ∙ r ∙ w 2

119. Задание << 119 >> ТММ 119

Отметьте правильный ответ

Вектор силы трения направлен противоположно вектору :

120. Задание << 120 >> ТММ 120

Отметьте правильный ответ

Направление вектора силы трения по отношению вектора скорости:

-: располагаются под некоторым углом

121. Задание << 121 >> ТММ 121

Отметьте правильный ответ

Уравнение для определения кинетической энергии звена, совершающего вращательное движение, имеет вид:

-:

+:

-:

-:

122. Задание << 122 >> ТММ 122

Отметьте правильный ответ

Уравнение для определения кинетической энергии звена, совершающего поступательное движение, имеет вид:

+:

-:

-:

-:

123. Задание << 123 >> ТММ 123

Отметьте правильный ответ

Уравнение для расчета коэффициента неравномерности хода механизма имеет вид:

+:

-:

-:

-:

124. Задание << 124 >> ТММ 124

Зубчатые цилиндрические передачи относятся к передачам с ……расположением осей

Правильные варианты ответов: параллельным

125. Задание << 125 >> ТММ 125

Отметьте правильный ответ

При числе зубьев нарезаемого колеса Z 0

126. Задание << 126 >> ТММ 126

Отметьте правильный ответ

При числе зубьев нарезаемого колеса Z = Z_min величина назначаемого коэффициента смещения:

127. Задание << 127 >> ТММ 127

Отметьте правильный ответ

Для нормальной работы цилиндрической зубчатой передачи

величина коэффициента торцевого перекрытия ε_α должна быть:

128. Задание << 128 >> ТММ 128

Отметьте правильный ответ

Окружность зубчатого колеса, имеющая шаг, модуль и угол профиля, равная шагу, модулю и углу профиля исходного производящего контура, называется:

129. Задание << 129 >> ТММ 129

Окружность зубчатого колеса, имеющая шаг, модуль и угол профиля, равные шагу, модулю и углу профиля исходного производящего контура, называется ………

Правильные варианты ответов: делительной

130. Задание << 130 >> ТММ 130

Коническая зубчатая передача, в которой угол между осями колес равен 90 0 , называется ……

Правильные варианты ответов: ортогональной

131. Задание << 131 >> ТММ 131

Отметьте правильный ответ

Коническая зубчатая передача, в которой угол между осями колес равен 90 0 , называется:

132. Задание << 132 >> ТММ 132

Отметьте правильный ответ

Шаг зубчатого колеса по делительной окружности определяется уравнением:

133. Задание << 133 >> ТММ 133

Шаг зубчатого колеса по делительной окружности определяется уравнением ……

Правильные варианты ответов: р = π · m

134. Задание << 134 >> ТММ 134

Отметьте правильный ответ

Диаметр делительной окружности зубчатого колеса определяется по формуле:

135. Задание << 135 >> ТММ 135

Диаметр делительной окружности зубчатого колеса определяется по формуле …..

Правильные варианты ответов: d = m Z

136. Задание << 136 >> ТММ 136

Отметьте правильный ответ

Диаметр окружности вершин цилиндрического зубчатого колеса определяется по формуле:

137. Задание << 137 >> ТММ 137

Отметьте правильный ответ

Диаметр окружности впадин цилиндрического зубчатого колеса определяется по формуле:

138. Задание << 138 >> ТММ 138

Отметьте правильный ответ

Расположение делительной прямой режущего инструмента и делительной окружности нарезаемого колеса при положительном смещении режущего инструмента (Х>0):

+: не имеют общих точек

-: пересекаются в 2-х точках

-: касаются в 1 точке

139. Задание << 139 >> ТММ 139

Отметьте правильный ответ

Расположение делительной прямой режущего инструмента и делительной окружности нарезаемого колеса при отрицательном смещении режущего инструмента (Х 0

152. Задание << 152 >> Тмм 152

Отметьте правильный ответ

Ограничения по углу давления для кулачковых механизмов с поступательно движущимся толкателем:

153. Задание << 153 >> Тмм 153

Отметьте правильный ответ

Ограничения по углу давления для кулачковых механизмов с тарельчатым толкателем:

154. Задание << 154 >> Тмм 154

Отметьте правильный ответ

Диаграмму перемещения толкателя кулачкового механизма получают путем графического ……. диаграммы аналога скорости толкателя:

155. Задание << 155 >> Тмм 155

Отметьте правильный ответ

При графическом определении координат профиля кулачка теоретический профиль определяется для кулачковых механизмов:

+: с роликовым толкателем

-: с остроконечным толкателем

-: с тарельчатым толкателем

-: со сферическим толкателем

156. Задание << 156 >> Тмм 156

При графическом определении координат профиля кулачка теоретический профиль определяется для кулачковых механизмов с …… толкателем

Правильные варианты ответа: роликовым

157. Задание << 157 >> Тмм 157

При проектировании кулачковых механизмов с тарельчатым толкателем кулачок должен отвечать требованию ….. профиля

Правильные варианты ответа: выпуклости

158. Задание << 158 >> Тмм 158

Отметьте правильный ответ

При проектировании кулачковых механизмов с тарельчатым толкателем профиль кулачка должен отвечать требованию:

159. Задание << 159 >> Тмм 159

Отметьте правильный ответ

Условие статической уравновешенности механизма имеет вид:

160. Задание << 160 >> Тмм 160

Отметьте правильный ответ

Условие моментной неуравновешенности механизма имеет вид:

161. Задание << 161 >> Тмм 161

Отметьте правильный ответ

При статической уравновешенности механизмов центр масс системы подвижных звеньев должен быть:

-: приложен к стойке

-: приложен к начальному звену

162. Задание << 162 >> Тмм 162

При статической уравновешенности механизмов центр масс системы подвижных звеньев должен быть…..

Правильные варианты ответа: неподвижен

163. Задание << 163 >> Тмм 163

Отметьте правильный ответ

Для статического уравновешивания звеньев применяются:

164. Задание << 164 >> Тмм 164

Для статического уравновешивания звеньев механизма применяются……

Правильные варианты ответа: противовесы

165. Задание << 165 >> Тмм 165

Виды неуравновешенности ротора: статическая и ……

Правильные варианты ответа: динамическая

166. Задание << 166 >> Тмм 166

Виды неуравновешенности ротора: динамическая и ……

Правильные варианты ответа: статическая

167. Задание << 167 >> Тмм 167

Отметьте правильный ответ

Неуравновешенность ротора вызывает:

+: повышение динамических нагрузок на опоры

-: неравномерность вращения главного вала

-: уменьшение угловой скорости вращения главного вала

-: увеличение угловой скорости вращения главного вала

168. Задание << 168 >> Тмм 168

Неуравновешенность ротора вызывает …….. динамических нагрузок на опоры

Правильные варианты ответа: «повышение» или «увеличение»

169. Задание << 169 >> Тмм 169

Отметьте правильный ответ

Уравнение для расчета модуля главного вектора сил инерции неуравновешенного ротора:

170. Задание << 170 >> Тмм 170

Отметьте правильный ответ

Совпадение частоты вынужденных колебаний механизма с частотой собственных колебаний называется:

171. Задание << 171 >> Тмм 171

Отметьте правильный ответ

Для статического уравновешивания механизмов используют метод:

172. Задание << 172 >> Тмм 172

Отметьте правильный ответ

Сбалансированный ротор при изменений угловой скорости начального звена:

-: перестает быть уравновешенным

-: меняет положение центра масс

173. Задание << 173 >> Тмм 173

Кинематическая пара называется высшей, если элементы звеньев соприкасаются …..

Правильные варианты ответа: по линии или в точке

174. Задание << 174 >> Тмм 174

Число степеней свободы пространственного механизма определяется по формуле…..

Правильные варианты ответа: Малышева — Сомова

175. Задание << 175 >> Тмм 175

Звено, которому сообщается движение для приведения в движение других звеньев механизма, называется …..

Правильные варианты ответа: входным

176. Задание << 176 >> Тмм 176

Степень подвижности механизма первого класса W = …..

Правильные варианты ответа: 1

177. Задание << 177 >> Тмм 177

Степень подвижности структурной группы Ассура первого класса W = …..

Правильные варианты ответа: 0

178. Задание << 178 >> Тмм 178

Отметьте правильный ответ

Передаточное отношение многоступенчатой передачи равно….. передаточных отношений отдельных одноступенчатых передач, образующих эту передачу:

179. Задание << 179 >> Тмм 179

Нормальная составляющая ускорения точки, принадлежащей звену, совершающему плоскопараллельное движение, определится уравнением……..

Правильные варианты ответа: а n = w 2 L

180. Задание << 180 >> Тмм 180

Тангенциальнальная составляющая ускорения точки, принадлежащей звену, совершающему плоскопараллельное движение, определится уравнением……..

Правильные варианты ответа: а τ = εL

181. Задание << 181 >> Тмм 181

Отметьте правильный ответ

Силовой расчет механизмов с учетом сил инерции звеньев называется:

182. Задание << 182 >> Тмм 182

Уравновешивающая сила приложена к ………. звену механизма

Правильные варианты ответа: начальному

183. Задание << 183 >> Тмм 183

Кинетостатический метод расчета механизмов основан на учете сил и моментов ……….. звеньев

Правильные варианты ответа: инерции

184. Задание << 184 >> Тмм 184

Сила взаимодействия звеньев с учетом трения отклоняется от их общей номали на величину угла …….

Правильные варианты ответа: трения

185. Задание << 185 >> Тмм 185

Для определения величины неизвестной силы при силовом анализе механизма используется метод рычага ……

Правильные варианты ответа: Жуковского

186. Задание << 186 >> Тмм 186

При силовом анализе механизма методом Жуковского в качестве рычага Жуковского используется полюс повернутого плана ……

Правильные варианты ответа: скоростей

187. Задание << 187 >> Тмм 187

Единица измерения приведенного момента инерции J_п …….

Правильные варианты ответа: кг · м 2

188. Задание << 188 >> Тмм 188

Вектор силы трения направлен противоположно вектору ……..

Правильные варианты ответа: скорости

189. Задание << 189 >> Тмм 189

Отметьте правильный ответ

Вектор силы трения направлен противоположно вектору :

190. Задание << 190 >> Тмм 190

Отметьте правильный ответ

Уравнение движение машинного агрегата в энергетической форме имеет вид:

+:

-:

-:

-:

191. Задание << 191 >> Тмм 191

Отметьте правильный ответ

Уравнение для расчета момента инерции маховика для начального положения имеет вид:

+:

-:

-:

-:

192. Задание << 192 >> Тмм 192

Формула Герца применяется при проверочном расчете зубчатых колес по ……. напряжениям

Правильные варианты ответа: контактным

193. Задание << 193 >> Тмм 193

При проверочном расчете зубчатых колес по контактным напряжения применяется формула ……… (фамилия ученого)

Правильные варианты ответа: Герца

194. Задание << 194 >> Тмм 194

Отметьте правильный ответ

Увеличение коэффициента смещения при нарезке зубчатого колеса до некоторого Х_max может привести к ………. головки зуба:

195. Задание << 195 >> Тмм 195

Отметьте правильный ответ

Уменьшение коэффициента смещения при нарезке зубчатого колеса до некоторого Х_min может привести к ………. ножки зуба:

196. Задание << 196 >> Тмм 196

Основная теорема плоского зацепления, определяющая положение полюса зацепления, носит название теоремы ……… (фамилия ученого)

Правильные варианты ответа: Виллиса

197. Задание << 197 >> Тмм 173

Для уменьшения трения в кулачковых механизмах используют толкатели с ……. наконечником

Правильные варианты ответа: роликовым

198. Задание << 198 >> Тмм 198

Диаграмму перемещения толкателя кулачкового механизма получают графическим ………. графика аналога скорости толкателя

Правильные варианты ответа: интегрированием

199. Задание << 199 >> Тмм 199

Величина угла давления в кулачковых механизмах с тарельчатым толкателем

Правильные варианты ответа: 0

200. Задание << 200 >> Тмм 200

Зубчатое зацепление, при котором угловые скорости вращения колес W₁ и W₂ имеют разные знаки, называется ……..

Правильные варианты ответа: внешним

1.1. Найти проекцию силы Р на ось Х:

1.2. Найти усилие S в стержне:

1.3. Найти реакцию Х опоры А:

1.4. Найти момент силы Р относительно оси У:

а)

1.5. Найти реакцию Х от действия силы Р:

1.6. Найти момент силы F относительно точки Р:

а)

*б)

в)

1.7. Найти проекцию силы Р на ось Х:

1.8. Найти момент инерции сечения:

*а)

б)

в)

1.9. Найти координаты центра тяжести сложного сечения:

*а)

б)

в)

1.10. Найти усилие S в стержне:

б)

в)

2.1. Определить реакцию опор

а)

*б)

в)

2.2. Произвести расчет вала на статическую прочность:

а)

*б)

в)

2.3.Определить размер сечения при действии растягивающей силы Р=10 Н,

2.4. Определить сечение проволоки при действии статически приложенной растягивающей силы F:

а)

б)

*в)

2.5. Построить эпюру изгибающих моментов:

2.6. Определить центр тяжести сечения:

2.7.Определить реакцию жесткой заделки:

2.8. Величина изгибающего момента балки, нагруженной силами Р₁

и Р₂ при l=1м, Р =7 кН, =1 кН,

а)

*б)

в)

2.9. Величина окружной силы F_t в зубчатом зацеплении определится по формуле:

*а) F_t =

б) F_t =

в) ) F_t =

2.10. Средний диаметр вала определится по формуле:

а)

*б)

в)

3.1. Модуль зацепления определяется по формуле:

*а)

б)

в)

3.2. Кулачковый механизм служит:

а) для преобразования энергии,

*б) преобразования движения,

в) преобразования массы тела.

3.3. Вектор абсолютной скорости точки В будет направлен:

а) перпендикулярно ходу ползуна

*б) параллельно ходу ползуна

в) перпендикулярно звену АВ

г) параллельно звену АВ

3.4. Маховик служит для:

а) увеличения массы системы,

*б) снижения неравномерности вращения ведущего звена,

в) отсутствие эффекта резонанса в системе.

3.5 . Линия зацепления это:

*а) геометрическое место точек контакта зубьев от момента начала зацепления до его окончания,

б) касательная к делительным окружностям,

в) линия, расположенная под углом зацепления к межосевой линии.

3.6. Динамическая балансировка проводится:

а) на специальных балансировочных стендах,

*б) на балансировочных станках,

в) на специальных роликовых балансирах.

3.7. Передаточное число зубчатого механизма равно:

а) =

*б) =

в) = ₁— ₂

3.8. Последовательность фаз движения толкателя кулачкового

*а) подъем, верхний выстой, опускание, нижний выстой,

б) подъем, верхний выстой, опускание,

в) нижний выстой, опускание, верхний выстой.

3.9. Крайние положения механизма это:

а) верхнее и нижнее положение ведомого звена,

б) предельные положения ведущего звена механизма,

*в) предельные положения ведомого звена механизма.

3.10. Шестерней называют:

*а) ведущее звено зубчатого механизма,

б) ведомое звено зубчатого механизма,

в) ведущее и ведомое звено зубчатого механизма.

4.1. Основным критерием при расчете ременной передачи является:

а) прочность шкивов,

*б) тяговая способность ремней,

в) износостойкость ремней.

4.2. Стандартные муфты выбирают:

а) по частоте вращения соединяемых валов,

*б) по передаваемым крутящим моментам,

в) по режиму эксплуатации.

4.3. Для стопорения резьбовых соединений применяют:

*в) пружинные шайбы.

4.4. Из двух обозначений, выбитых на подшипнике качения, информацию о конструкции, серии и размерах подшипника содержат надписи:

4.5. Угол профиля метрической резьбы составляет:

4.6. Предварительное натяжение ремня ременной передачи:

а) увеличивает долговечность ремня,

*б) требуется для осуществления сцепления ремня со шкивом,

в) требуется при больших скоростях ремня.

4.7. Шпонки на валу осуществляют:

а) Фиксацию вала в осевом направлении,

б) передачу угловой скорости от ступицы к валу,

*в) передачу крутящего момента от вала к ступице.

4.8. Условием прочности зубчатых колес на изгиб является:

а) >

*б)

в) ,

4.9. Коэффициент долговечности зубчатой передачи это:

в) K (K_H )

4.10. Сила растяжения болта при расчете резьбы под действием внешних сил, открывающих стык детали, равна:

*а) F_p= 1,3 F_зат + F_а

в) F_p= 1,2 F_зат — F_а

5.1. Прямая и обратная задача динамики связывает:

а) известный закон движения и искомые действующие силы,

б) закон движения и известные действующие силы,

*в) закон движения и действующие силы.

5.2. Кинематика рассматривает:

а) действие сил и моментов сил,

б) действие динамических нагрузок,

*в) законы движения твердых тел.

5.3. Момент пары сил это:

*а) произведение силы на плечо пары сил,

б) разность сил, образующих пару,

в) произведение силы на коэффициент парности сил.

5.4. Замена распределенной нагрузки q, действующей на балку сосредоточенной силой Q, производится путем решения равенства:

б) Q=

в) Q =

5.5. Модуль зацепления:

*а) определяет размер зуба,

б) влияет на износ зубьев,

в) оказывает влияние на точность зацепления.

5.6. Формирование эвольвенты осуществляется:

а) движением окружности по прямой,

*б) движением касательной по основной окружности,

в) движением касательной по двум основным окружностям.

5.7. Смещение инструмента при нарезании зубьев методом обкатки служит:

*а) для исключения подрезания ножки зуба,

б) для появления заострения головки зуба,

в) для повышения точности при нарезании зубьев.

5.8. Модуль зубчатого зацепления имеет размерность:

а) безразмерная величина,

в) определяется стандартом в зависимости от точности зацепления.

5.9. Момент инерции тела измеряется в единицах:

5.10. Единицей измерения крутящего момента является:

б)

Кинетическая энергия

Кинетическая энергия

• Кинетическая энергия Кинетическая энергия — это динамическая мера движения любого объекта. Для механизма он равен сумме кинетической энергии всех подвижных звеньев. Когда звено вращается вокруг неподвижного вала (кривошип 1, а на рис. 3.9), его кинетическая энергия Kx = h0 Где JCl — момент инерции блока ОА относительно оси, проходящей через центр масс Cx, перпендикулярный плоскости движения. tx — масса ссылки. -Дистанция от оси вращения O до центра тяжести Су-звена (JC) = u12 / l2. Кинетическая энергия вращающегося звена, такого как диск, колесо радиуса r или масса mx, также определяется уравнением (3.19). Кроме того, центр тяжести такого звена находится на оси вращения, поэтому / ^ = 0 и J0 = Jc = U2 / 2.

Когда звено механизма выполняет плоскопараллельное движение (соединительный стержень 2 на рис. 3.9), его кинетическая энергия Где t2 — масса шатуна. vc2 — скорость центра тяжести C2. Jc2 — момент инерции звена относительно движущейся оси, проходящей через центр тяжести C2. СО2 — Угловая скорость шатуна при плоском перемещении. Поступательное движение звена (рис. 3.9, a-слайдер 3) вызывает его кинетическую энергию K3 = ^ m3v2Cj, час Где t3 — масса ползунка. vc ^ — скорость его центра тяжести C3. В случае кривошипно-шатунного механизма с тремя подвижными звеньями кинетическая энергия В общем случае кинетическая энергия всего механизма 1 / Где n — количество подвижных ссылок.

Образовательный сайт для студентов и школьников

Копирование материалов сайта возможно только с указанием активной ссылки «www.lfirmal.com» в качестве источника.

© Фирмаль Людмила Анатольевна — официальный сайт преподавателя математического факультета Дальневосточного государственного физико-технического института