Динамический анализ механизмов

Механические характеристики

• Механические характеристики указаны в техпаспорте.

•  1 – скорость, с которой вращается вал двигателя;
•  2 – скорость, с которой будет вращаться главный вал рабочей машины.
•  1 и  2 нужно поставить в соответствие друг другу.

• Например, число оборотов n1 =7000 об/мин., а n2=70 об/мин.
• Чтобы привести в соответствие механические характеристики двигателя и рабочей машины, между ними устанавливают передаточный механизм, который имеет свои механические характеристики.
• up2=  1/  2=700/70=10

Механические характеристики машин на примере поршневой машины

• Механическая характеристика 3-х фазного асинхронного двигателя (рис.1).
• Индикаторная диаграмма ДВС (рис.2).
• H – ход поршня в поршневой машине
• (расстояние между крайними
• положениями поршня) рис.3.
• Индикаторная диаграмма насоса(рис.4)
• рис1 рис.2 рис.3 рис.4

Трение в механизмах

• Трение является сложным физико-химическим процессом, сопровождающийся выделением тепла. Это вызвано тем, что перемещающиеся тела оказывают сопротивление относительному движению. Мерой интенсивности сопротивления относительному перемещению является сила (момент) трения.
• Различают трение качения, трение скольжения, а также сухое, граничное и жидкостное трение.
• Если суммарная высота микронеровностей взаимодействующих поверхностей:
• больше, чем высота слоя смазки, то - сухое трение.
• равна высоте слоя смазки, то - граничное трение.
• меньше, чем высота слоя смазки, то –жидкостное

Виды трения

• По объекту взаимодействия различают внешние и внутреннее трения. Внешние трения – это противодействие относительному перемещению соприкасающихся тел в направлении, лежащим в плоскости их соприкосновения.

• Внутреннее трение – противодействие относительному перемещению отдельных частей одного и того же тела.

• По признаку наличия или отсутствия относительного движения различают трения покоя и трение движения.

• Трение покоя (статическое трение) – внешнее трение, при относительном покое соприкасающихся тел.
• Трение движения (кинетическое трение) – внешнее трение, при относительном движении соприкасающихся тел.

• По виду относительного движения тел различают: трение скольжения – внешнее трение при относительном скольжении соприкасающихся тел , трение качения – внешнее трение при относительном качении соприкасающихся тел.

• По физическим признакам состояния взаимодействующих тел различают: чистое трение – внешнее трение при полном отсутствии на трущихся поверхностях каких – либо посторонних примесей; сухое трение – внешнее трение, при котором трущееся поверхности покрыты пленками окислов и адсорбированными молекулами газов и жидкостей, а смазка отсутствует; граничное трение – внешнее трение, при котором между трущимися поверхностями полужидкостное трение – трение, при котором между трущимися есть тонкий (порядка 0,1мкм и менее) слой смазки; поверхностями есть слой смазки с обычными свойствами; жидкостное трение – трение, при котором поверхности трущихся твердых тел полностью отделены друг от друга слоем жидкости .

Трение по наклонной плоскости

• Трение скольжения

• Схема действия сил при скольжении по наклонной плоскости

Учет трения во вращательной кинематической паре.

• 1 - цапфа
• r ц - радиус цапфы
• Δ - зазор

•  - радус круга трения;
•  = О1С

• Из ΔО1СК  = sin   О1С = О1К sin 
• Mc = Q 12.О1С = Q 12. r ц. sin 
• При малых углах  sin  ≈ tg  = f . Тогда :
• Mc = Q 12. r ц. f
• При учете трения во вращательной КП результирующая реакция отклоняется от общей нормали на угол трения  и проходит касательно к кругу трения радиуса  .

Трение качения

Трение качения — момент сил, возникающий при качении одного из двух контактирующих и

взаимодействующих тел относительно другого, противодействующий вращению движущегося тела .

Коэффициент трения качения

• Коэффициентом трения качения называется плечо пары трения качения, т.е. расстояние на которое сдвинута нормальная реакция. Коэффициент трения качения равен
• f = Мmax/N.
• Он измеряется в линейных единицах и определяется опытным путем.

Угол и конус трения

Трение в шариковых и роликовых подшипниках

• Трением качения называют трение движения двух твердых тел, при котором их скорости в точках касания одинаковы по значению и направлению. Такое взаимодействие и соответственно вид трения наблюдают в шариковых и роликовых подшипниках качения, в сопряжениях ролик—направляющие .

Силы инерции плоских механизмов

• Силы и моменты сил инерции звеньев, возникающие при изменении скорости движения звеньев и действующие на связи, удерживающие звенья.

• Силы инерции препятствуют движению при ускорении и способствуют ему при замедлении движения .

• Силы инерции определяют произведением массы на вектор ускорения центра инерции звена.

Силы инерции

• Силы инерции - предложены Д’Аламбером для силового расчета подвижных механических систем. При добавлении этих сил к внешним силам, действующим на систему, устанавливается квазистатическое равновесие системы и ее можно рассчитывать, используя уравнения статики (метод кинетостатики).
• Расчетные выражения по определению сил
• инерции знаком Вам из курса Теоретическая механика.

Вопросы для самопроверки

1.Основные признаки силового анализа механизмов ?

2 . Какие силы и моменты могут возникнуть в звеньях механизма при движении ?

3 . Назовите основные характеристики машин.

4. Какие виды трения Вы знаете, дайте их характеристику ?

5.Чем отличается трение скольжения от трения качения ?

6. Как определяется коэффициент трения ?