Уравновешивание сил инерции звеньев механизмов и машин

Глава 9. УРАВНОВЕШИВАНИЕ СИЛ ИНЕРЦИИ ЗВЕНЬЕВ МЕХАНИЗМОВ И МАШИН [c.187]

Одной из задач динамики машин и механизмов является изучение законов движения ведущего звена под действием заданных внешних сил. В отличие от кинетостатики, в динамике машин силы считаются заданными, а законы движения звеньев машины изучаются. Описываются законы передачи сил и передачи работы в машинах, а также определяется механический коэффициент полезного действия, устанавливающий долю энергии, расходуемую двигателем на преодоление технологических сопротивлений. Кроме того, в задачу динамики входит рассмотрение движения звеньев по заранее заданным условиям. Иными словами, изучается вопрос о регулировании хода машины с целью получения устойчивого ее движения. Уделяется внимание проблеме уравновешивания сил инерции звеньев механизма. [c.168]

В заключение нужно указать еще на методы уравновешивания сил инерции звеньев механизма, которым в динамике машин также уделяется большое внимание. Совокупность решений изложенных выше вопросов составляет предмет статики и динамики машин. [c.356]

Наибольший эффект уравновешивания достигается при условии, когда массы звеньев подобраны и распределены таким образом, чтобы при работе механизмов машины их центры масс были неподвижны и центробежные моменты инерции звеньев относительно осей вращения были равны нулю, а относительно других осей — постоянны. При этом сумма проекций всех сил инерции на координатные оси и моменты сил инерции относительно этих осей равны нулю, а сумма количеств движения постоянна. Выполнение этих условий свидетельствует о полной уравновешенности агрегата. Не все механизмы могут быть полностью уравновешены, но выполнение этого условия требует последовательного решения задач уравновешивания сил инерции звеньев шарнирно-рычажных механизмов, сил инерции вращающихся масс звеньев, сведения до минимума изменения сил, действующих на фундамент. [c.352]

При уравновешивании сил инерции во многих случаях должно быть известно положение центра тян<ести механизма для каждого из положений начального звена. Полагая массу механизма сосредоточенной в центре тяжести, можно найти равнодействующую сил инерции звеньев механизма как произведение массы механизма и ускорения его центра тяжести. Если считать, что силы инерции звеньев приложены в их центрах тяжести, а следовательно, их равнодействующая приложена в центре тяжести механизма, то этим не учитываются моменты сил инерции, которые также оказывают известное влияние на,фундамент. Во многих случаях пренебрежение влиянием моментов сил инерции на фундамент оправдывают тем, что на последний, кроме этого, оказывают влияние моменты сил движущих и сил сопротивления, которые складываются с неуравновешенными моментами сил инерции. При этом может оказаться, что уравновешивание моментов сил инерции, действующих в той же плоскости, что и моменты сил движущих или сил сопротивления, не уменьшат, а, наоборот, увеличат воздействие машины на фундамент. Что касается уравновешивания моментов сил инерции, действующих в перпендикулярных к первым плоскостям, то их уравновешивание безусловно полезно, [c.563]

Решения задачи об уравновешивании давлений машины на фундамент заключается в таком рациональном подборе распределенных масс механизмов, который обеспечил бы полное или частичное погашение динамических давлений машины на фундамент. Для уравновешивания сил инерции механизма необходимо и достаточно так подобрать массы его звеньев, чтобы общий центр тяжести двигающейся системы оставался неподвижным. Для уравновешивания инерционных моментов необходимо так подобрать массы механизма, чтобы общий центробежный момент инерции масс всех звеньев механизма относительно осей хг, уг и ху был постоянным. [c.199]

Динамика машин является разделом общей теории механизмов и машин, в котором движение механизмов и машин изучается с учетом действующих сил и свойств материалов, из которых изготовлены звенья-упругости, внешнего и внутреннего трения и др. Важнейшими задачами динамики машин являются задачи определения функций движения звеньев машин с учетом сил и пар сил инерции звеньев, упругости их материалов, сопротивления среды движению звеньев, уравновешивания сил инерции, обеспечения устойчивости движения, регулирования хода машин. Как и в других разделах теории машин, в динамике можно выделить два класса задач — анализ и синтез механизмов и машин по динамическим критериям. Весьма существенные критерии эффективности и работоспособности машин — их энергоемкость и коэффициент полезного действия также изучаются в разделе Динамика машин . [c.77]

Силы инерции звеньев, имеющих поступательное или сложное движение, не могут быть уравновешены в системе самого звена. Поэтому они создают динамические давления в кинематических парах и, как результат этого, вызывают колебания рамы (фундамента) машины. Последние можно уменьшить, устанавливая в механизме (машине) специальные дополнительные массы (противовесы) или соответствующим образом выбирая массы звеньев. Эта задача называется уравновешиванием механизма (машины) на фундаменте и рассмотрена в следующей главе. [c.333]

Меры по устранению или уменьшению дополнительных нагрузок, вызываемых силами инерции, называются уравновешиванием. Особенно важно уравновешивание сил инерции для быстроходных машин, а также для приборов времени. Уравновешивание сил и моментов сил инерции может быть осуществлено полностью или частично путем рационального подбора и распределения масс звеньев механизма. [c.87]

Силы инерции звеньев машин, совершающих плоскопараллельное или возвратно-поступательное движение, уравновешиваются посредством рационального соединения нескольких механизмов (в многоцилиндровых двигателях внутреннего сгорания, компрессорах и др.) или с помощью противовесов, помещаемых на вращающиеся звенья. Уравновешивание противовесами рассмотрим на примере кривошипно-шатунного механизма (рис. 9.5, а). Масса шатуна приближенно может быть заменена двумя эквивалентными массами /Пш и /Пш, сосредоточенными в точках Л и В. Величины этих масс определяются из выражений [c.192]

В многоцилиндровых двигателях и других поршневых машинах полное или частичное уравновешивание может быть достигнуто путем такого расположения механизмов, при котором силы инерции звеньев взаимно уравновешиваются. На рис. 9.5, б изображена схема механизма двухцилиндрового двигателя внутреннего сгорания, в котором кривошип механизма цилиндра II опережает кривошип механизма цилиндра I на угол 180°. В этом случае силы инерции первого порядка взаимно уравновешиваются и опоры А V. В коленчатого вала нагружаются лишь неуравновешенным моментом М — Ра. Уравновешивание сил инерции, изменяющихся по более сложным зависимостям, рассматривается в специальной литературе. [c.193]

В динамике машин рассматриваются методы определения движения звеньев механизма под действием внешних движущих сил и сил сопротивления. Силы задаются в зависимости от тех процессов, которые происходят в машине. Например, в двигателе внутреннего сгорания, приводящем в движение генератор электрического тока, движущей силой является давление расширяющегося газа на поршень, а силами сопротивления — сопротивление ротора генератора вращению и т. д. Кроме того, в этом разделе курса изучаются силы, действующие на звенья механизмов рассматриваются вопросы регулирования движения, уравновешивания сил инерции и др. [c.3]

Внешнее уравновешивание однокривошипных механизмов различают частичное и полное. В первом случае массы, которыми осуществляется уравновешивание, подбираются и располагаются так, что главный вектор сил инерции уменьшается по величине. Во втором случае он обращается в нуль. Решение задачи полного внешнего уравновешивания приводит к необходимости установки противовесов, массы которых превышают по величине массы основных звеньев ШКМ, что означает значительный рост габаритов и массы машины. Поэтому на практике применяют только частичное внешнее уравновешивание сил инерции. [c.136]

Векторный многоугольник, построенный по данному уравнению, представлен на рис. 13.6, б. Отрезки /г , Нз и т. д. можно назвать составляющими вектора. Модули этих векторов постоянны. Удобство построения центра тяжести системы подвижных звеньев механизма на основании последнего уравнения определяется тем, что главные векторы параллельны соответствующим звеньям механизма. Производя подобное построение для нескольких планов механизма, взятых за полный цикл работы машины, получим годограф изменения вектора р . Эта же кривая дает траекторию движения центра тяжести системы подвижных звеньев машины (рис. 13.6, в). В дальнейшем эту траекторию можно спроектировать на координатные оси х и а, найти 5 с(ф) и 5 (ф) затем можно найти значения ускорений и а , после чего представляется возможность рассчитать компоненты неуравновешенных сил инерции. Возможно получение в виде гармонического ряда. Разложив для этого годограф полных значений (или сил инерции Р 2) по осям координат, с помощью рядов Фурье можно произвести подбор гармонического ряда по данной кривой. Эту возможность следует учитывать при выборе методов уравновешивания. [c.409]

Компенсация динамических воздействий, уравновешивание и практическое использование сил инерции представляют в на-стояш,ее время одну из наиболее важных технических проблем И—3]. Встречающиеся трудности при решении конкретных задач в целом ряде случаев определяются отсутствием обобщенного критерия связи динамики машин и механизмов с произвольным движением звена приведения при переменной величине приведенного момента инерции и силовых реакций стоек, подвижной или неподвижной. Известные решения для частных случаев основаны на использовании, как правило, упрощающих предположений и не могут быть обобщены с необходимой степенью точности на более широкий круг задач. [c.3]

Различают статическое и динамическое уравновешивание масс звеньев механизмов. Статическое — это такое уравновешивание, при котором звено не в состоянии прийти во вращательное движение под действием сил собственного веса даже в случае отсутствия трения. Динамическое — уравновешивание, в результате которого силы инерции не вызывают динамических реакций опор. Полное устранение давлений на элементы кинематических пар возможно лишь в телах вращения. Неуравновешенность и возникновение дополнительных давлений могут быть обусловлены неточностью изготовления звена, неоднородностью материала и другими причинами. Поэтому на практике быстровращающиеся детали машин подвергаются предварительной балансировке, т. е. экспериментальному уравновешиванию на специальных станках. [c.266]

Установление геометрокинематических параметров механизма дает возможность перейти к следующей стадии решения задачи синтеза механизмов — динамическому синтезу, при котором движение механизма рассматривается под действием сил, заданных и возникающих в процессе движения механизмов и машин. В этой стадии завершается определение размеров звеньев, их масс и моментов инерции, решаются задачи уравновешивания сил инерции, регулирования плавности хода, уровней колебаний, демпфирования колебаний и снижения уровней шумов, обеспечения устойчивости движения и др. [c.75]

Аналогично уравновешиванию шарнирных четырехзвенных механизмов и для кривошипно-ползунного механизма можно подобрать массы звеньев и их центры масс так, чтобы главные векторы hi образовывали фигуру, подобную кривошипно-пол-зунному механизму, но, в отличие от механизма шарнирного четырехзвенника, центр масс кривошипно-ползунного механизма не будет неподвижным, а будет двигаться по прямой, параллельной оси ползуна. В этом случае в механизме останутся неуравновешенными силы инерции, направленные вдоль этой оси. Такое частичное уравновешивание весьма часто применяется на практике, например, в механизмах сельскохозяйственных машин, двигателей и др. [c.289]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...