Механизмы Звенья — Силы инерции — Определение

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]

Если геометрические места Го Га и Га построены, то выбор по ним определенного механизма производится на основании дополнительных условий. Эти дополнительные условия могут быть конструктивного порядка (например, требование обеспечения желательного соотношения размеров звеньев), динамического характера (например, обеспечения целесообразных углов передачи, уравновешенности механизма в отношении сил инерции) или связаны с технологическими соображениями (например, обеспечения на рабочем ходу по возможности постоянной скорости за счет смещения максимума скорости к середине хода). [c.110]

Определению подлежат все силы, возникающие при передаче сил в шарнирных механизмах, за исключением сил инерции. Величины этих сил служат для нахождения мощности привода и для проведения расчетов на прочность звеньев и шарниров механизмов. Силы изменяются по величине и по направлению в зависимости от положения механизма [196]. [c.182]

Точное-определение сил, действующих в звеньях кулисного механизма, довольно трудоемко и может быть проведено на основании использования общих методов теории машин и механизмов с учетом сил инерции. Обычно за расчетное усилие на пальце кривошипа принимают усилие при среднем положении кулисы, определяемое из уравнения моментов относительно оси вращения кулисы. В этом положении силы инерции равны нулю и необходимо учитывать только силы резания, веса и трения в направляющих. [c.287]

Методы расчета сил, действующих на звенья механизма без учета сил инерции, объединены под названием статики механизмов, а методы расчета сил с учетом сил инерции звеньев, определенных приближенно, — кинетостатики механизмов. Практически методы статического и кинетостатического расчетов механизмов ничем не отличаются, если считать силы инерции заданными внешними силами. [c.355]

Рис. 51. Определение координат центров масс подвижных звеньев шарнирного четырехзвенного механизма из условия равенства нулю главного вектора сил инерции.

F. Определение сил, действующих на различные звенья механизма прп его движении, может быть сделано в том случае, если известны законы движения всех звеньев механизма и известны внешние силы, приложенные к механизму. Поэтому общую задачу динамического расчета и проектирования новых механизмов и машин конструктор обычно расчленяет на две части. Сначала он задается приближенным законом движения входного звена механизма и внешними силами, на него действующими, определяет все необходимые расчетные усилия и по ним подбирает необходимые размеры, массы и моменты инерции звеньев. Это — первая часть задачи. После этого конструктор приступает к решению второй части задачи, а именно, к исследованию вопроса об истинном движении спроектированного механизма, к которому приложены различные действующие на него силы. Определив истинный закон движения механизма, конструктор вносит в ранее проведенный расчет все необходимые исправления и добавления. [c.205]

Таким образом, для определения силы инерции звена плоского механизма надо знать его массу т и вектор полного ускорения Оа его центра масс S или проекции этого вектора на координатные оси. Из формулы (12.1) следует, что сила инерции F имеет размерность кг-м/с , т. е. измеряется в ньютонах (Н). [c.239]

Таким образом, для определения момента Ма пары сил инерции звена плоского механизма надо знать величину его момента инерции Js, а также величину и направление углового ускорения е этого звена. [c.239]

Приближенное решение задачи об определении сил инерции механизма может быть сделано с применением метода замещающих точек (см. 53). Произведем статическое размещение масс звеньев 2 и 3 (рис. 12.9, (1). Массу m2 звена 2 разместим в точках А и В. Тогда массы т л ч Щв, сосредоточенные в этих точка, будут, согласно уравнениям (12.14), равны [c.246]

При движении звеньев механизма в кинематических парах возникают дополнительные динамические нагрузки от сил инерции звеньев. Так как всякий механизм имеет неподвижное звено-стойку, то и стойка механизма также испытывает вполне определенные динамические нагрузки. В свою очередь через стойку эти нагрузки передаются на фундамент механизма. Динамические нагрузки, возникающие при движении механизма, являются источниками дополнительных сил трения в кинематических парах, вибраций в звеньях и фундаменте, дополнительных напряжений в отдельных звеньях механизма, причиной шума и т. д. Поэтому при проектировании механизма часто ставится задача о рациональном подборе масс звеньев механизма, обеспе- [c.275]

Определив ускорения и скорости звеньев, определяют направление и значение сил инерции звеньев, а также сил полезного сопротивления (если они зависят от скорости движения или перемещения рабочего звена). Для определения сил инерции нужно знать массы и моменты инерции звеньев. Если механизм только проектируется и этих данных нет, то приходится предварительно задаваться ориентировочными формой и массой звеньев, а в последующих расчетах уточняют принятые значения. [c.62]

Определение сил инерции звеньев механизма [c.132]

Положение линии действия равнодействующей сил инерции зависит от характера движения звена, поэтому при определении сил инерции все звенья механизма разделим на три группы I) звенья, движущиеся поступательно 2) звенья, вращающиеся относительно неподвижной оси, и 3) звенья, совершающие плоскопараллельное движение. [c.59]

I. Силовой анализ механизма имеет целью определение реакций в кинематических парах по заданным величинам сил сопротивления, сил тяжести звеньев и их сил инерции. Силы инерции, как нам известно, можно определять, если известны законы движения звеньев механизма. Имея в своем распоряжении известные законы движения звеньев, мы можем определить главные векторы и главные моменты сил инерции звеньев, которые можно использовать при определении реакций в кинематических парах. Указанные реакции являются причиной возникновения сил трения. Так как силы трения, зависящие от реакций, в свою очередь влияют на реакции, то, вообще говоря, расчет реакций в кинематических парах с учетом сил трения прямым путем выполнить трудно. Эти трудности можно обойди, если воспользоваться методом последовательных приближений, заключающимся в том, что сначала производят силовой расчет, считая силы трения равными нулю. После определения реакций определяют силы трения, благодаря чему можно установить уточненные величины реакций в кинематических парах. После этого производят следующий, уточненный расчет и т. д. до тех пор, пока результаты двух последовательных расчетов окажутся достаточно близкими. [c.91]

Определение угловых и линейных скоростей движения выходных и других звеньев механизмов необходимо для установления их соответствия технологическим процессам, для реализации которых предназначены машины. Скорости движения всех звеньев необходимы для вычисления кинетической энергии остальных звеньев и их совокупностей при решении задач динамики машин. По ускорениям движения звеньев и их направлениям определяют величину и направление действия сил инерции, а следовательно, и действующие в машинах реальные нагрузки, по которым детали проектируемых машин рассчитывают на прочность и долговечность. По этим нагрузкам можно определить и действительное напряженное состояние деталей машин. [c.56]

Определение реакций или динамических давлений в кинематических парах относится к задаче кинетостатического расчета механизма. При этом, кроме статически действующих сил, приложенных к звеньям механизма, учитываются силы ИНерции. [c.281]

Известно, что если силы инерции твердых тел (звеньев) условно приложить к последним, то эти силы уравновесятся с внешними, приложенными к механизму силами. Следовательно, если к механизму, кроме внешних сил (движущих и полезных сопротивлений), приложить силы инерции звеньев, то условно можно считать, что механизм находится в покое (равновесии). В этом случае для определения давлений в кинематических парах можно использовать уравнения статики, если в них включить силы инерции звеньев. Решая эти уравнения, мы определим давления в кинематических парах движущегося механизма. [c.15]

Если силы инерции звеньев по сравнению с другими, приложенными к механизму силами невелики, то ими при определении давлений в парах пренебрегают, силы инерции в уравнения равновесия не включают. В этом случае на основе принципа независимости действия сил определяют давления в кинематических парах только от сил полезных сопротивлений. Такой [c.16]

Следовательно, если к механизму, кроме сил внешних, приложить еш,е и силы инерции его звеньев, то условно можно считать, что механизм находится в покое (равновесии). В этом случае для определения давлений в кинематических парах можно использовать уравнения статики, если в них включить силы инерции звена. Решая эти уравнения, определим давления в кинематических парах движущегося механизма. [c.222]

Определение давлений в кинематических парах. Силы, действующие на твердое тело (звено), всегда можно сложить геометрически и заменить одной равнодействующей силой и парой сил. Предположим, что на звенья 2 и 3 четырехшарнирного механизма (рис. 166) действуют силы Р и Р,, являющиеся равнодействующими сил полезных сопротивлений, приложенных к этим звеньям, сил веса и сил инерции тех же звеньев и пар с моментами Afj и Af,. Силы сопротивления и веса заданы, а силы инерции могут быть определены, если задан закон движения ведущего звена механизма. [c.225]

На рис. 169, а приведена расчетная схема для определения напряжений от сил инерции, а на рис. 169, б—от сил полезных сопротивлений (сосредоточенных сил). В каждой из схем давления в парах (реакции R опор) определяют раздельно на основе принципа независимости действия сил. Подсчитанные на каждой схеме напряжения суммируются. Обычно напряжения достигают максимальных значений в положениях механизма, в которых давления в кинематических парах максимальны. Эти положения являются расчетными при определении размеров и конструктивных форм звеньев. [c.231]

При определении давлений в кинематических парах, а также при определении характера движения механизма можно опери- ровать со статически эквивалентными системами и вместо распределенных сил инерции пользоваться их равнодействующими, которые могут быть сведены к одной равнодействующей силе Р , приложенной в центре масс звена, и к равнодействующей паре сил с моментом Ми [c.48]

Применим метод замещающих точек для определения сил инерции кривошипно-ползунного механизма (рис. 339,а). Ведущее звено ОА вращается с постоянной угловой скоростью Oi. Центры тяжести отдельных звеньев обозначены буквой S. [c.349]

Последовательность кинетостатического расчета определяется структурой механизма, характеризуемой порядком расчленения механизма на отдельные группы, начиная от ведущего звена. Это исследование механизма, как указано выше, начинается с анализа последней (считая от ведущего звена) присоединенной группы и заканчивается последовательным переходом от одной группы к другой, анализом ведущего звена. Для ведущего звена можно составить три уравнения равновесия. Неизвестных величин, подлежащих определению, имеется две — величина и линия действия давления в кинематической паре (ведущее звено — стойка), если ведущее звено совершает вращательное движение, и величина и точка приложения, если оно входит со стойкой в поступательную пару. Поэтому для ведущего звена, после того как прибавлены силы инерции, число уравнений равновесия, которое можно составить, превышает на единицу число неизвестных величин, подлежащих определению. Третье уравнение равновесия дает возможность определить уравновешивающую силу Ру или уравновешивающий момент Му, который нужно приложить к ведущему звену — кривошипу для уравновешивания всех сил, действующих на звенья механизма при вращении кривошипа. Звено, к которому приложена уравновешивающая сила Ру, при силовом расчете будем считать начальным звеном механизма. Реакция в начальном вращательном механизме зависит от способа передачи энергии начальному звену источником энергии. [c.359]

Согласно принципу Даламбера, если к механизму, нагруженному внешними силами (движущими и сопротивления), приложены и силы инерции звеньев, то механизм находится в равновесии. Следовательно, если в число сил Р,- входят силы сопротивления и силы инерции, то определенная по уравнению (8,12) уравно-юшивающая сила будет силой движущей (P , = Pj. Если эту силу приложить к ведущему звену механизма, то будут преодолены приложенные к нему сопротивления и звенья механизма будут двигаться по заданным законам. Если заданы силы движущие и силы инерции звеньев, то уравновешивающая сила будет силой сопротивления (Py = R). [c.299]

Задачей силового расчета механизмов является определение усилий в звеньях механизмов и реакций в их кинематических парах. Отчасти эта задача нами уже разбиралась при рассмотрении метода разложения сил для равновесного движения машины. Для данного движения в задачах на передачу сил, связанную в основном с определением движунхей силы по заданному полезному сопротивлению или наоборот, можно было, как уже в свое время отмечалось, не принимать во внимание сил инерции звеньев (поскольку силы инерции при равновесном движении не оказывают прямого влияния на передачу сил, так как их приведенная сила инерции оказывается равной нулю). Поэтому при применении метода разложения сил нами не учитывались силы инерции звеньев. Вместе с тем усилия в звеньях и реакции в кинематических парах, которые при этом получались, представляли собой лишь статические части полных динамических усилий и динамических реакций в кинематических парах. [c.114]

Порядок кинетостатического анализа. Переходим к определению реакций во всех кинематических парах, для чего предварительно подсчитываем силы инерции. Для рассмотренного выше механизма кузнечного штампа, как и во многих других случаях, можно разнести массы соединительных шатунов по их головкам и присоединить затем разнесённые массы к соседним звеньям. Так, половину массы шатуна 8 можно считать присоединённой к массе ползуна, а вторую половину, — помещённой в точке Н рычага GJH точно так же половину массы звена 6 помещаем в точке О рычага, а вторую половину — в точке F звена 3 наконец, половину массы шатуна 2 относим в точку Л вала и половину — в точку В звена 3. Силы инерции рычага 7 можно считать приводящимися к паре с моментом — /jSj, где Jj — момент инерции рычага относительно его оси вращения, силы инерции звена 4 — к паре с моментом — и силы инерции звена 5 — к паре с моментом — J e . Весами звеньев, кроме ползуна, можно пренебречь из других внешних сил отметим только сопротивление прессуемого изделия, действующее вертикально вверх при опускании ползуна. Произведённый ранее структурный анализ позволяет решить задачу, начиная с исслело- [c.410]

Определение момента инерции маховика по диаграмме касательных усилий является приближенным методом. Этот метод даст достаточно точные результаты для механизмов с большой ранномерностью хода (б 0,1), снабженных тяжелым маховиком, момент инерции которого значительно превышает моменты инерции остальных вращающихся звеньев механизма. Найдем приведенные к точке А ведущего звена ОА = г механизма (рис. 73) силы движущую Р р, полб зных сопротивлений Р р, тяжести Р р, инерции Р р. [c.105]

Все эти силы по отношению к ведущему звену являются реальными внешними силами. При определении приведенной силы инер-ции Р р будем учитывать силы инерции всех движущихся звеньев механизма, за исключением ведущего звена, а также связанного с ним маховика и, кроме того, будем исходить из предпосылки, что ведущее звено вращается с постоянной угловой скоростью Последнее обстоятельство и является одним из источников неточности рассматриваемого метода (при определении силы Р ]р пренебрегаем силами инерции движущихся звеньев механизма, вознн- [c.105]

Построение положений звеньев механизлга и траекторий их наиболее характерных точек дает возможность анализировать правильность действия механизма, соответствие траекторий движения рабочих органов машин технологическим процессам, для осуществления которых они предназначены, а также определять пространство, необходимое для размещения механизма. Знание скоростей движения звеньев и их точек необходимо для определения кинетической энергии отдельных звеньев и механизма в целом при решении задач динамики машин. По векторам ускорений определяют величины и направления сил инерции, а следовательно, и действительных нагрузок, приложенных к деталям механизмов, по которым можно проверить прочность деталей эксплуатируемых машин или рассчитать размеры проектируемых машин, гарантирующие их прочность. По известным силам и перемещениям звеньев определяют КПД машин и мощность, необходимую для их источников энергии. [c.37]

Поскольку механизмы являются многозвенными системами, то фиксированным положениям каких-либо звеньев могут соответствовать при определенных условиях два или несколько положений других звеньев. Эта особенность отображается многозначностью функции положения. Поскольку в механике машин изучают реальные механизмы и машины, звенья которых имеют массу и конечные размеры, то на их истинное движение влияют силы инерции, реакции связей и другие силы, под действием которых звенья механизмов и машин движутся однозначно. Счедсвательно, каковы бы ни были функции положений звеньев, передаточные функции должны быть однозначными в каждое данное мгновение, или, что то же, при любом значении обобщенных (независимых) переменных величин. [c.45]

При определении сил взаимодействия звеньев машин используют уравнения статики. В качестве неизвестных сил могут быть любые силы, рассмотренные в 1 гл. 5, в том числе и силы инерции, которые вызьшают соответствующие динамические реакции связей звеньев. Все необходимые силы могут быть определены по уравнениям статики равновесия сил и пар сил, если количество искомых величин соответствует количеству независимых уравнений равновесия сил. Заметим, что в общем случае для системы сил, действующих на звено, могут быть составлены шесть уравнений равновесия проекций сил на оси координат. При наличии и звеньев можно составить 6п уравнений равновесия сил. Установим условия статической определенности сил, действующих в различных механизмах. Из 1 гл. 2 известно, что каждая кинематическая пара определяется количеством простейших связей, которое соответствует классу кинематической пары. Это означает, что количество сил реакций взаимодействия звеньев кинематической пары, подлежащих определению, соответствует классу пары. Если в составе механизма имеются п подвижных звеньев и р (г = 1, 2,. .., 5) кинематических пар 1—5-го классов, то общее количество искомых проекций сил взаимодействия звеньев на оси координат составит [c.87]

Признак уравновещенного звена. Звено (вал вместе со всеми деталями, закрепленными на нем) считается динамически уравновещенным, если силы, действующие на него, создают постоянное давление на опоры, т. е. его силы инерции не оказывают давления на опоры и на станину машины. Указанная формулировка аналогична определению уравновешенной машины или механизма. Вращающийся вал можно рассматривать как частный случай механизма, обладающего всего лишь одним подвижным звеном. Поэтому условиями уравновешенного звена являются [c.416]

Задачи силового анализа механизмов. Силовой анализ механизмов основывается на решении первой задачи динамики — по заданному движению определить действующие силы. Поэтому законы движения начальных звеньев при силовом анализе считаются заданными. Внешние силы, приложенные к звеньям механизма, обычно тоже считаются заданными и, следовательно, подлежат определению только реакции в кинематических парах. Но иногда внешние силы, приложенные к начальным звеньям, считают неизвестными. Тогда в силовой анализ входит определение таких значений этих сил, при которых выполняются принятые законы движения начальных звеньев. При решении обеих задач используется кинетоста-тический принцип, согласно которому звено механизма может рассматриваться как находящееся в равновесии, если ко всем внешним силам, действующим на него, добавить силы инерции. Уравнения равновесия в этом случае называют уравнениями кинетостатики, чтобы отличать их от обычных уравнений статики — уравнений равновесия без учета сил инерции. [c.57]

Весьма важными для практики характеристиками движения являются скорости и ускорения точек механизмов. Вопрос определения скоростей движущейся в плоскости фигуры возникает перед инженером при проектировании механизмов парораспределения, автоматов и вообще во всех случаях, где имеет значение согласование движений отдельных звеньев механизма. При проектировании новых и изучении работы существующих механизмов имеет большое практическое значение учет сил инерции, которые зависят от ускорений соответствующих точек. Графические методы изучения законов движения дают простое и удобное в практическом отношении решение векторных уравнений для скоростей и ускорений. Задача исследования закономерности изменения путей, скоростей и ускорений за полный цикл движения исследуемого механизма в зависимости от заданного параметра наилучшим способом решается при помощи графиков дБижения, которые называют кинематическими диаграммами. Кинематическая диа -рамма дает наглядное графическое изображение изменения одного из кинематических элементов движения в зависимости от другого. Например, [c.61]

Рассмотрим сначала группу, звенья которой соединены между собой только одними вращательными парами. На рис. 344 изображена трехповодковая группа AB DEF, которая своими тремя внешними шарнирами А, В, С присоединяется к звеньям /, 2, 3 механизма. На звенья группы действуют заданные силы Рд, Pg, Ре, Р, (включая и силы инерции). Требуется определить давления во всех кинемати-М ческих парах группы. Для решения поставленн( й зад и разлагаем реакции Р,4, Р,з и Р,а аналогично разложению реакций в двухповодковой группе (рис. 340). Приложенные в центрах шарниров D, Е, F составляющие Рд, Ре, Pf (рис. 344) реакций Р,4, Р75, Р известны. Для определения составляющих Pda, Рев, Pf , направленных вдоль осей поводков 4, 5, 6, напишем уравнение равновесия звена 7 [c.357]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...