Студопедия

КАТЕГОРИИ:

АстрономияБиологияГеографияДругие языкиДругоеИнформатикаИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеханикаОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРиторикаСоциологияСпортСтроительствоТехнологияФизикаФилософияФинансыХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника


Уравновешивание вращающихся звеньев. Статическое и динамическое уравновешивание.




Понятие о неуравновешенности механизма (звена).

Неуравновешенным будем называть такой механизм (или его звено), в котором при движении центр масс механизма (или звена) движется с ускорением. Так как ускоренное движение системы возникает только в случае, если равнодействующая внешних силовых воздействий не равна нулю. Согласно принципу Д'Аламбера, для уравновешивания внешних сил к системе добавляются расчетные силы - силы и моменты сил инерции. Поэтому уравновешенным будем считать механизм, в котором главные вектора и моменты сил инерции равны нулю, а неуравновешенным механизм, в котором эти силы неравны нулю. Для примера рассмотрим четырехшарнирный механизм (рис. 5.1).

Рис. 5.1

Механизм будет находится в состоянии кинетостатического равновесия, если сумма действующих на него внешних сил и моментов сил (включая силы и моменты сил инерции) будет равна нулю

Уравновешенность является свойством или характеристикой механизма и не должна зависеть от действующих на него внешних сил. Если исключить из рассмотрения все внешние силы, то в уравнении равновесия останутся только инерционные составляющие, которые определяются инерционными параметрами механизма - массами и моментами инерции и законом движения (например, центра масс системы). поэтому уравновешенным считается механизм для которого главный вектор и главный момент сил инерции равны нулю:

Неуравновешенность - такое состояние механизма при котором главный вектор или главный момент сил инерции не равны нулю. Различают:

статическую неуравновешенность F не равно 0 ;

моментную неуравновешенность Mимне равно 0 ;

динамическую неуравновешенность FSм¹не равно 0 и Mимне равно 0 .

При статическом уравновешивании механизма необходимо обеспечить

Это условие можно выполнить если: скорость центра масс механизма равна нулю V=0или она постоянна по величине и направлению V= const. Обеспечить выполнение условия V = const в механизме практически невозможно. Поэтому при статическом уравновешивании обеспечивают выполнение условия V=0 . Это возможно, когда центр масс механизма лежит на оси вращения звена 1 - r= 0 или когда он неподвижен

На практике наиболее часто статическое уравновешивание проводят:

выбирая симметричные схемы механизма (рис.5.2);

Рис 5.2

устанавливая на звеньях механизма противовесы (или корректирующие массы);

размещая противовесы на дополнительных звеньях или кинематических цепях.

Метод замещающих масс.

При использовании метода замещающих масс, звено механизма с распределенной массой заменяется расчетной моделью, которая состоит из точечных масс.

Условия перехода от звена с распределенной массой к модели с точечными массами.

Сохранение массы звена:

Сохранение положения центра масс .

Сохранение момента инерции

Очевидно, что выполнить три условия системой с двумя массами невозможно, поэтому при статическом уравновешивании механизмов ограничиваются выполнением только двух первых условий. Чтобы обеспечить выполнение всех трех условий необходимо ввести третью массу m iSi. Рассмотрим применение метода замещающих масс при полном и частичном статическом уравновешивании кривошипно-ползунного механизма.

Полное статическое уравновешивание кривошипно- ползунного механизма.

Рис 5.4

Постановка задачи:

Дано: lAB, lBC, lAS1, lBS2, lCS3=0, m1, m2, m3

Определить: mk1, mk2

Распределим массы звеньев по методу замещающих масс и сосредоточим их в центрах шарнировA,B,C.Тогда

mB = mB1 + mB2 , m C = m3 + mC2 , mA = mA1 ,

где m1 = mA1 + mB1 - масса первого звена, распределенная между массами, сосредоточенными в точках В ;

m2 = mВ2 + m - масса второго звена, распределенная между массами, сосредоточенными в точках В и С

Вначале проведем уравновешивание массы mC корректирующей массой mk2. Составим уравнение статических моментов относительно точки В для звеньев 2 и 3:

Задаемся величиной lk2 и получаем корректирующую массу m k2 = m C  lBC / lk2 .

Затем уравновешиваем массы центр, которых после установки корректирующей массы расположился в точке В:

Составляем уравнение статических моментов относительно точки А: m k1 lk1 = mВ lАВ .

Задаемся величиной lk1 и получаем корректирующую массу

Окончательно величины корректирующих масс для полного уравновешивания кривошипно-ползунного механизма

;

Частичное статическое уравновешивание кривошипно-ползунного механизма.

1)Уравновешивание вертикальной составляющей главного вектора сил инерции.

Рис 5.5

Постановка задачи:

Дано: lAB, lBC, lAS1, lBS2, lCS3=0,

m1, m2, m3 Определить: mk1

В этом случае необходимо добиться, чтобы центр масс механизма при движении перемещался вдоль направляющей ползуна (для схемы на рис. 5.5 по горизонтали). Для этого достаточно уравновесить только массу mB .

Составляем уравнение статических моментов относительно точки А : Задаемся величиной lk1 и получаем корректирующую массу Окончательно величина корректирующей массы для уравновешивания вертикальной составляющей главного вектора сил инерции кривошипно-ползунного механизма

2. Уравновешивание горизонтальной составляющей главного вектора сил инерции.

Рис 5.6

Постановка задачи:

Дано: lAB, lBC, lAS1, lBS2,

lCS3=0, m1, m2, m3

Определить: mk1

В этом случае необходимо добиться, чтобы центр масс механизма при движении перемещался по дуге окружности радиуса r (рис.5.6). Расчет корректирующей массы ведется в два этапа. В начале первой составляющей корректирующей массы mk1 уравновешивается масса mB .Составляется, как и в предыдущем примере, уравнение статических моментов относительно точки А : . Задается величина lk1 и рассчитывается корректирующая масса

Затем с помощью второй составляющей корректирующей массы mk1центр массы mc перемещается в точку Sм. Величина mk1 определяется следующим образом: центр шарнира С соединяется прямой с концом отрезка lk1 точкой Sk . Радиус r проводится параллельно отрезку B С. Тогда SkВС = Sk А Sми x/y =. lk1 / lAB

Статический момент относительно точки Sм: mk1

Радиус-вектор r определяется из подобия треугольников из пропорций

откуда

Корректирующая масса, обеспечивающая уравновешивание горизонтальной составляющей главного вектора сил инерции кривошипо-ползунного механизма, размещается на первом звене механизма и равна сумме составляющих

Центр массы механизма при таком уравновешивании расположен в точкеSм, которая движется по дуге радиуса r

Схема распределения масс в механизме после уравновешивания дана на рис. 5.7.

Рис 5.7

 

Эпициклические зубчатые механизмы. Планетарный и дифференциальный механизм. Передаточное отношение.

Эпициклические зубчатые передачи.

l Планетарные и дифференциальные механизмы.

До сих пор рассматривались механизмы, в которых геометрические оси колёс в пространстве были неподвижны. Но в технике имеют место зубчатые передачи, в которых есть подвижные оси вращения – бегающие оси. Различают две разновидности таких передач: планетарные и дифференциальные передачи.


Поделиться:

Дата добавления: 2015-04-18; просмотров: 148; Мы поможем в написании вашей работы!; Нарушение авторских прав





lektsii.com - Лекции.Ком - 2014-2024 год. (0.005 сек.) Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав
Главная страница Случайная страница Контакты