Классификация кинематических пар по роду и классу.

Министерство образования и науки Российской Федерации

Иркутский государственный технический университет

Филиал ИрГТУ в г. Усолье-Сибирское

Кафедра общеинженерной подготовки

 

ТЕОРИЯ МЕХАНИЗМОВ И МАШИН

Конспект лекций

 

 

Иркутск   

2008 г.

Теория механизмов и машин: конспект лекций / сост. А.Н. Клепац­кий. – Иркутск: Изд-во ИрГТУ, 2008. – 71 с.

 

 

Соответствует содержанию разделов государственного образова­тельного стандарта по направлениям: 190600 Эксплуатация наземного транс­порта и транспортного оборудования, 151000 Конструкторско-техноло­гическое обеспечение машиностроительного производства.

Рассмотрены основные темы теории механизмов и машин, входящие в курс для механических специальностей.

Предназначен для студентов специальностей:  190601 Автомобили и автомобильное хозяйство очной (4 семестр), очно-заочной (5 семестр), за­очной (5 семестр) и заочно-сокращенной (3 семестр) форм обучения, 151001 Технология машиностроения очной формы обучения (4 семестр). 

 

 

Библиогр. 2 назв. Ил. 60. Табл. 6.

 

    Рецензент:к.п.н., доцент кафедры общеинженерной подготовки ИрГТУ Л.Д. Зубцова

Оглавление

 

1.   Основные понятия теории механизмов и машин…………...……	5
2.   Кинематический анализ плоских рычажных механизмов……….	11
3.   Динамический анализ и синтез механизмов……………………...	19
4.   Структурный анализ и синтез механизмов……………………….	35
5.   Кинетостатический анализ плоских рычажных механизмов……	42
6.   Синтез плоских рычажных механизмов…………………………..	45
7.   Синтез зубчатых передач………………………………………….	48
8.   Кинематический анализ и синтез многозвенных зубчатых механизмов……………………………………………………….…	57
9.   Синтез кулачковых механизмов…………………………………...	59
10. Управление механизмами………………………………………….	63
11. Промышленные роботы и манипуляторы…………………………	68

ЛЕКЦИИ

 

№ п\п	Раздел дисциплины	ММ	АТ
1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8.   9. 10. 11.	Основные понятия теории механизмов и машин. Кинематический анализ рычажных механизмов. Динамический анализ и синтез механизмов. Структурный анализ и синтез механизмов. Синтез рычажных механизмов. Кинетостатический анализ ПРМ Синтез зубчатых передач Кинематический анализ и синтез многозвенных зубчатых механизмов. Синтез кулачковых механизмов Управление механизмами Промышленные роботы и манипуляторы	2 4 4 2 4 4 4   2 4 2 2	2 4 6 2 4 8 6   5 5 4 5
	Итого часов	34	51

№ пп	Раздел дисциплины	АТ оч.-заоч.	АТ заоч.	АТ заоч.-сокр.
1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8.   9.	Основные понятия теории механизмов и машин. Структурный анализ и синтез механизмов. Кинематический анализ рычажных механизмов. Синтез рычажных механизмов. Кинетостатический анализ ПРМ Динамический анализ и синтез механизмов. Синтез зубчатых передач Кинематический анализ и синтез многозвенных зубчатых механизмов. Синтез кулачковых механизмов	1 1 2 1 2 2 1   1 1	1 1 2 1 1 1 1   1 1	0,5 0,5 1 0,5 1 0,5 1   0,5 0,5
	Итого	12	9	6

ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ ТЕОРИИ МЕХАНИЗМОВ И МАШИН

 

Основные положения

Предмет теории механизмов и машин - это методы исследования  и проектирования механизмов и машин.

 В качестве примеров типовых задач, решаемых методами ТММ, можно привести следующие:

а) определение сил, действующих на звенья механизма;

б) вычисление среднего значения движущего момента и выбор двигателя;

в) определение степени неравномерности хода механизма и ра­счет маховика.

Основными терминами ТММ являются: механизм, звено, кинемати­ческая пара и др.

Механизм – система тел (устройство), предназначенная для преобразования и передачи механического движения.

Например, кривошипно-ползунный механизм служит для преобразования вращательного движения кривошипа 1 в возвратно-поступательное движение ползуна 3, либо наоборот (рис. 1.1.1).

Механизм состоит из звеньев (твердых, упругих, гибких и т.д.); жесткие звенья могут состоять из нескольких деталей, жестко скрепленных между собой. В ТММ такое звено рассматривается как отдельное твердое тело; форма и количество деталей значения не имеют, важно только, чтобы детали не могли перемещаться относи­тельно друг друга.

                                         

                                                         

 

 

Классификация жестких звеньев по их роли в механизме:

стойка − условно-неподвижное звено;

входное (ведущее)звено – звено, приводящее механизм в движение, к нему приложены движущие силы;

выходное (ведомое) звено – звено, выполняющее требуемое движение и воспринимающее силы полезного (технологического) сопротивления;

остальные звенья называют соединительными или промежуточными. В одном и том же механизме роль входного звена могут выполнять различные звенья. Если кривошипно-ползунный механизм является механизмом компрессора, то ведущим звеном будет кривошип 1, а ведомым – ползун 3 (см. рис. 1.1.1). У такого же механизма двигателя внутреннего сгорания ведущим звеном является ползун (поршень), а ведомым − кривошип (на этапе рабочего хода).

 

Кинематические пары

Кинематическая пара – это подвижное соединение двух жестких звеньев.  Различают высшие и низшие кинематические пары.

У низшей кинематической пары звенья соприкасаются поверхностями (при идеальной точности изготовления). В реальном исполнении низшей кинематической пары, находящейся под нагрузкой, из-за наличия зазоров и неточности изготовления получа­ется пятно контакта (рис. 1.1.2).

 

Рис. 1.1.2. Примеры низших кинематических пар:

а − при идеальной точности изготовления;

в − реальное исполнение

 

У высшей кинематической пары звенья соприкасаются точками или линиями (без нагрузки, при идеальной точности изготовления). Реально при нагрузке также получается пятно контакта (рис. 1.1.3).

 

Рис. 1.1.3. Пример высшей кинематической пары:

    а − без нагрузки; б − при действии нагрузки

 

Таким образом, принципиальное различие между низшими и выс­шими кинематическими парами, вытекающее из определений, состоит в различии площадей контакта звеньев: у высшей пары она равна нулю, у низшей - не равна. Это различие (в несколько смягченной форме) сохраняется и для реальных исполнений кинематических пар из одинаковых материалов: при одной и той же нагрузке площадь пятна контакта звеньев в низшей кинематической пара обычно во много раз больше площади пятна контакта звеньев высшей кинематической пары. Значит, удельное давление в низшей паре намного меньше, чем в высшей, и низшая кинематическая пара является более прочной. Поэтому механизмы, звенья которых передают большие усилия, стараются делать только с низшими кинематическими парами. Такие механизмы называют рычажными или стержневыми. Примером рычажных механизмов являются кривошипно-ползунные механизмы двигателей внутреннего сгорания, в которых часто при­меняются только подшипники скольжения.

В свою очередь, преимуществом высшей кинематическое, пары яв­ляется меньшее трение (классический пример − шарикоподшипник), а также бóльшие возможности в воспроизведении различных движений. В кулачковой паре толкателю 2 можно сообщить разные возвратно-посту­пательные движения, вырезая кулачки 1 соответствующей формы (см. рис. 1.1.3).

Классификация кинематических пар по роду и классу.

Род кинематической пары − это число степеней свободы в относительном движении звеньев. Класс кинематической пары − число связей, накладываемых кинематической парой на звенья в их относительном движении. Класс + род = 6.

В таблице 1.1.1 приведены кинематические обозначения наибо­лее часто встречающихся кинематических пар (а также жесткое со­единение деталей и несвязанные звенья) с указанием их рода и класса.

Кинематическое соединение. Иногда в механизме можно выделить группу звеньев числом более двух, выполняющую функцию кинематической пары. Ее называют кинематическим соединением. Например, шариковый или роликовый подшипники, работающие как враща­тельная пара, шарнир Гука, применяемый в карданном валу автомобиля, заменяющий сферическую пару с пальцем.

 

Таблица 1.1.1

Классификация кинематических пар

Название	Род	Класс	Кинематическое обозначение
Несвязанные звенья	6	0
Жесткое соединение	0	6

 

Продолжение табл. 1.1.1

Низшие пары
Поступательная	1	5
Вращательная	1	5
Винтовая	1	5	2
Цилиндрическая	2	4
Сферическая	3	3
Сферическая с пальцем	2	4

Продолжение табл. 1.1.1

Высшие пары
Кулачковая	2	4
Фрикционная	2	4

 

Система связанных звеньев, образующих между собой кинематические пары называется кинематической цепью.

У простойкинематической цепи каждое звено входит не более чем в 2 кинематические пары; у сложной − хотя бы одно звено входит более чем в 2 кинематических пары.

У замкнутой кинематической цепи каждое звено входит не менее чем в 2 кинематические пары; у незамкнутой − есть звенья, входящие только в одну кинематическую пару.

 

---

Дата добавления: 2018-04-15; просмотров: 1221; Мы поможем в написании вашей работы!

Поделиться с друзьями:

---

12345678910Следующая ⇒

---

Мы поможем в написании ваших работ!