Шпаргалка по "Теории машин и механизмов"

Вопросы к экзамену по дисциплине

“Теория механизмов и  машин”

 

1.Виды и назначение кулачковых механизмов.

2.Виды неуравновешенности роторов. Методы устранения неуравновешенности (статическая и динамическая балансировка).

3.Вычислите силу инерции P_и вращающейся массы m по данным: m=100 кг, ω=10 с^-1 – const, r=0,1 м.

4.Дифференциальные уравнения движения машины (уравнения Лагранжа).

5.Задачи и методы кинематического анализа механизмов.

6.Закон перемещения толкателя (коромысла) и его выбор.

7.Кинематический синтез механизмов.

8.Кинеостатический анализ плоского шарнирно-рычажного механизма.

9.Классификация зубчатых передач.

10.Классификация и свойства кинематических пар.

11.Методы нарезания зубчатых колес и методы коррекции.

12.Механический КПД машины при последовательном и параллельном соединении механизмов.

13.Наименьшее число зубьев и условие подрезания.

14.Определение класса механизмов. Привести пример.

15.Определение размеров и формы профиля кулачка по заданному закону движения выходного звена и заданному допускаемому углу давления.

16.Определение скорости и ускорения точек и звеньев механизмов.

17.Определение степени подвижности механизмов. Привести пример.

18.Определение траекторий движения точек и звеньев механизмов.

19.Определение уравновешивающей силы методом профессора Жуковского.

20.Определение ускорений движения точек и звеньев механизмов.

21.Определить U_общ и n₃, последовательного зубчатого зацепления, если n₁=100 об/мин, z₁=20, z₂= 25, z₃=47.

22.Определить U_общ и n₃, последовательного зубчатого зацепления, если n₁=150 об/мин, z₁=18, z₂= 36, z₃=72.

23.Определить U_общ и n₅, последовательного зубчатого зацепления, если n₁=100 об/мин, z₁=20, z₂= 25, z₃=47, z₄=52, z₅=80. 

24.Определить U_общ и n₆ трехступенчатого редуктора, если n₁=1800 об/мин, z₁=18, z₂= 54, z₃=18, z₄=54, z₅=20, z₆=100.

25.Определить диаметр окружности впадин колеса d_f2, если a_w=144мм, z₁=18, u₁₂=3.

26.Определить модуль зубчатого зацепления, если d_а2=190 мм, z₁=18, u₁₂=2.  

27.Определить общий КПД механизма, состоящего из трех пар косозубых зубчатых колес, одной пары подшипников скольжения и двух пар подшипников качения.

28.Определить общий КПД механизма, состоящего из трех пар прямозубых зубчатых колес, одной пары подшипников качения и двух пар подшипников скольжения. 

29.Определить скорость характерных точек и звеньев  кривошипно–коромыслового механизма.

30.Определить число зубьев z₄ соосного редуктора, если z₁=20, z₂=40, m₁₂=8мм, z₃=12, m₃₄=10мм.

31.Основные понятия ТММ: машина, механизм, звено, кинематическая пара, кинематическая цепь.

32.Основные элементы зубчатого колеса.

33.Параметры эвольвентного зубчатого зацепления.

34.Планетарные зубчатые передачи.

35.Понятие о звене приведения. Приведенная сила, приведенная масса, момент инерции звена приведения.

36.Построить план скоростей для кривошипно-ползунного механизма.

37.Роль отечественных и зарубежных ученых в развитии ТММ как науки.

38.Силы, действующие на звенья механизмов.

39.Структурные группы в плоских механизмах с низшими кинематическими парами.

40.Структурные формулы плоской кинематической цепи.

41.Структурный синтез и анализ механизмов.

42.Угол давления в кулачковых механизмах.

43.Уравнение движения машины в форме закона изменения кинетической энергии. Режимы движения.

44.Условия синтеза планетарных передач.

45.Формула строения механизма. Классификация механизмов.

46.Элементы зубчатого колеса.

47.Вычислить центробежный момент инерции I_r массы m, относительно плоскости I-I, по данным: m=100 кг, r= 0,1м, l= 1м.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1. Кулачко́вый механи́зм — механизм, образующий высшую кинематическую пару, имеющий подвижное звено, совершающее вращательное движение, — кулак (кулачок), с поверхностью переменной кривизны или имеющей формуэксцентрика, взаимодействующей с другим подвижным звеном — толкателем, если подвижное звено совершает прямолинейное движение, или коромыслом, если подвижное звено совершает качание. Кулак, совершающий прямолинейное движение, называется копиром.

Кулачковые механизмы подразделяют на 4 группы:

1. По типу толкателя:
• с плоским толкателем,
• с роликовым (на рисунке),
• с игольчатым,
• с остроконечным.
2. По характеру движения толкателя:
• возвратно-поступательное (на рисунке),
• качающееся.
3. По характеру движения кулачка:
• возвратно-поступательное,
• качающееся,
• вращающееся (на рисунке).
4. Кулачковые механизмы с роликовым толкателем бывают:
• дезаксиальные (ось кулачка не под толкателем),
• центральные (ось кулачка под толкателем) (на рисунке).

Основные характеристики кулачкового  механизма — это максимальное перемещение толкателя (угол качания коромысла), максимальная скорость или ускорение исполнительного механизма и закон движения исполнительного механизма.

 

 

2.

Г. НЕУРАВНОВЕШЕННОСТЬ РОТОРА

Неуравновешенностью ротора, рассматриваемого как абсолютно твердое тело, называется несовпадение его главной, центральной, оси инерции с осью вращения. В  зависимости от распределения масс ротора различают неуравновешенность трех видов (ГОСТ 19534—74). 
1. Статическая неуравновешенность. Она имеет место, когда главная ось инерции проходит через центр масс с ротора, оставаясь параллельной оси вращения Ох (рис. 5, а). 
В этом случае все неуравновешенные силы инерции, приведенные к центру масс вращающегося ротора, дают только главный вектор RCT, главный момент равен нулю. Такая неуравновешенность может быть выявлена без вращения ротора, например на параллелях. При вращении симметричного ротора в этом случае к подшипникам приложены две равные и одинаково направленные возмущающие силы.  
2. Моментная неуравновешенность. Она возникает, когда главная ось инерции пересекает ось вращения в центре масс (рис. 5, б). В этом случае все неуравновешенные силы инерции, приведенные к центру масс вращающегося ротора, дают только главный момент   главный вектор равен нулю. Эта неуравновешенность выявляется только при вращении ротора, когда возникает возмущающий момент, вызывающий вращательные колебания ротора относительно поперечной оси, проходящей через центр масс. 
3. Динамическая неуравновешенность. Этот вид неуравновешенности характеризуется наличием одновременно статической и моментиой неуравновешенности ротора (рис. 5,в). В общем случае главный вектор и главный момент находятся в разных осевых плоскостях ротора, а вызываемые ими возмущающие силы, приложенные к подшипникам в любой осевой плоскости, сдвинуты по фазе. Ось ротора и его главная, центральная, ось инерции пересекаются не в центре масс или перекрещиваются. 
Дисбалансом называется вектор, равный произведению неуравновешенной массы на радиус-вектор ее центра относительно оси ротора, называемый эксцентриситетом центра массы. 
Направление дисбаланса совпадает с направлением эксцентриситета. 
Главный вектор дисбалансов ротора D равен сумме всех векторов-дисбалансов ротора и вращается вместе с ротором. 
Статическая неуравновешенность ротора полностью определяется главным вектором дисбалансов Ост» или эксцентриситетом центра массы ротора вст, или относительным смещением главной, центральной, оси инерции и оси ротора, равным значению эксцентриситета центра массы еп. 
Значение равное отношению модуля D главного вектора дисбалансов к массе ротора М, называется также удельным дисбалансом, так как определяет дисбаланс, приходящийся на 1 кг массы ротора.

 

5.

Целью кинематического анализа  является изучение движения звеньев  механизма независимо от сил, действующих  на них. При этом принимаются допущения: звенья абсолютно жесткие (не деформируются) и в кинематических парах отсутствуют  зазоры.

Основная задача анализа состоит в определении кинематических характеристик движения механизма. В нее включаются:

а) определение  положений звеньев механизма  и построение траекторий отдельных  точек звеньев.

б) нахождение линейных скоростей точек механизма  и угловых скоростей звеньев.

в) определение  линейных ускорений точек механизма  и угловых ускорений звеньев.

Задача  анализа решается для проверки того, насколько удачно спроектирован  механизм, т.е. насколько его кинематические характеристикисоответствуют заданным. Другими словами, под кинематическим анализом механизма понимают аналитический или графический процесс расчета, в результате которого определяются положения каждого из звеньев механизма, перемещения точек звеньев или углы их поворота, линейные скорости и ускорения точек и угловые скорости и ускорения звеньев по заданному закону движения начального (ведущего) звена.

Координаты, скорости и ускорения точек звеньев  вычисляют обычно в пределах цикла  работы механизма для ряда положений, что дает возможность построить траектории точек механизма и годографы скоростей и ускорений, а также графики перемещений скоростей и ускорений, позволяющие произвести оценку работы механизма.

П о  р я д о к    п о с т р о е н и й: 

1)  Отделим от ведущего (начального) звена и стойки структурную группу 2-3; видим, что положения ее точек А и О₁ заданы, следовательно, положение точки В может быть определено.

2)  Определим на чертеже (рис. 8) взаимное расположение точек О и О₁ стойки, отложив желательный по величине отрезок (ОО₁)  мм.

3)  Масштаб плана механизма   ,где     - длина стойки, м.

4)  Принимая точку О за вершину угла, откладываем заданный угол  j  в указанном на рис. 8  направлении и вычерчиваем кривошип в первом положении ОА₁ с учетом масштаба, т.е.   ,где  l_ОА  - длина кривошипа, м.

5)  Из точки О₁ описываем дугу радиуса   .

6)  Из точки А₁, положение которой уже известно, делаем на дуге засечку радиусом   и отмечаем на ней точку В₁.

7)  Соединив прямыми точки  А₁  и  В₁,  В₁  и  О₁, получим план механизма в заданном положении.

Чтобы начертить траекторию точки К, расположенной на звене АВ, строим несколько последовательных планов механизма (см. рис. 8).

На каждом плане отмечаем точку К_i ,  где  i  - порядковый номер положения ведущего звена. Проводя через все отмеченные точки плавную кривую, получим искомую траекторию точки К (шатунную кривую). Из чертежа видим, что характер движения звеньев механизма различен, а именно: кривошип ОА вращается вокруг неподвижной точки О, коромысло О₁В совершает качательное движение относительно неподвижной точки О₁ и шатун АВ совершает сложное плоско-параллельное движение.

 

 

9.

Зýбчатая переда́ча — это механизм или часть механизма механической передачи, в состав которого входят зубчатые колёса.

Назначение:

• передача вращательного движения между валами, которые могут иметь параллельные, пересекающиеся и скрещивающиеся оси.
• преобразование вращательного движения в поступательное и наоборот.

При этом усилие от одного элемента к  другому передаётся с помощью  зубьев. Зубчатое колесо передачи с  меньшим числом зубьев называется шестернёй, второе колесо с большим числом зубьев называется колесом. Пара зубчатых колёс имеющих одинаковое число зубьев — в этом случае ведущее зубчатое колесо называется шестернёй, а ведомое — колесом.

Обычно число зубьев на сопряжённых  зубчатых колёсах стремятся делать взаимно простым, что обеспечивает бо́льшую равномерность износа: в этом случае каждый зуб одного колеса будет по очереди работать со всеми зубьями другого колеса

• По форме профиля зубьев:
• эвольвентные;
• круговые (передача Новикова);
• циклоидальные.
• По типу зубьев:
• прямозубые;
• косозубые;
• шевронные;
• криволинейные;
• магнитные.
• По взаимному расположению осей валов:
• с параллельными осями (цилиндрические передачи с прямыми, косыми и шевронными зубьями);
• с пересекающимися осями — конические передачи;
• с перекрещивающимися осями.
• По форме начальных поверхностей:
• цилиндрические;
• конические;
• глобоидные;
• По окружной скорости колёс:
• тихоходные;
• среднескоростные;
• быстроходные.
• По степени защищенности:
• открытые;
• закрытые.
• По относительному вращению колёс и расположению зубьев:
• внутреннее зацепление (вращениие колёс в одном направлении);
• внешнее зацепление (вращение колёс в противоположном направлении).