WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

   Добро пожаловать!


Pages:     || 2 | 3 | 4 | 5 |   ...   | 8 |
МИНИСТЕРСТВО СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА РФ Алтайский государстве н н ый аграрн ый ун иве рсите т Ин ститут те хн ики и агроин же н е рн ых иссле дован ий Кафе дра м е хан ики м аш ин и сооруже н ий В.Н.ЕКШ ИБАРОВ И.В.ЛЕВИЩ ЕВ КУРСОВОЕ ПРОЕКТИРОВАНИЕ ПО ТЕОРИИ МЕХАНИЗМОВ И МАШИН Учебное пособие БАРНАУЛ - 2006 ОБЩИЕ МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ Создание новых современных машин и грамотная их эксплуатация требуют применения соответствующих методов исследования и проектирования механизмов и подготовки инженерных кадров, владеющих этими методами. Важное место в решении поставленных задач занимает теория механизмов и машин.

Значение курса теории механизмов и машин для подготовки инженеров, проектирующих новые машины и механизмы, очевидно, так как общие методы синтеза механизмов, излагаемые в этом курсе, дают возможность находить параметры механизмов с заданными кинематическими и динамическими свой ствами.

Н есколько иное значение имеет курс теории механизмов и машин для технологических и эксплуатационных специальностей. Инженеры, изготавливающие и эксплуатирующие машины, должны хорошо знать основные виды механизмов и их кинематические и динамические свой ства. Эти знания необходимы для ясного понимания принципов работы отдельных механизмов и их взаимодей ствия в машине. В процессе эксплуатации любой машины всегда возможно возникновение неполадок и отказов в работе. Устранить эти неисправности, а в некоторых случаях дать задание на проектирование нового механизма может только инженер, хорошо знающий кинематические и динамические свой ства различных механизмов.

В учебных планах инженерных специальностей наряду с изучением курса теории механизмов и машин предусматривается обязательное выполнение студентами курсового проекта по теории механизмов и машин. Проект содержит задачи по исследованию и проектированию машин, состоящих из сложных и простых в структурном отношении механизмов (шарнирно-рычажных, кулачковых, зубчатых). К урсовое проектирование способствует закреплению, углублению и обобщению теоретических знаний, а также применению этих знаний к комплексному решению конкретной инженерной задачи по исследованию и расчету механизмов и машин; оно развивает у студента творческую инициативу и самостоятельность, повышает его интерес к изучению дисциплины и прививает некоторые навыки научно-исследовательской работы.

К урс «Т еория механизмов и машин» состоит из четырех разделов: I. Структура механизмов. II. А нализ механизмов. III. Синтез механизмов. IV. Основы теории машинавтоматов.

Содержание курса «Т еория механизмов и машин» и порядок его изучения в данных методических указаниях соответствуют рабочей программе по дисциплине «Т еория механизмов и машин». Программа разработана на основе Государственного образовательного стандарта высшего проф ессионального образования 2000 г. по направлению подготовки дипломированного специалиста 660300 «А гроинженерия», но некоторые вопросы, особенно касающиеся общих методов синтеза механизмов, опущены в силу причин, указанных выше.

В учебных планах инженерных специальностей наряду с изучением курса теории механизмов и машин предусматривается обязательное выполнение студентами курсового проекта по теории механизмов и машин. Проект содержит задачи по исследованию и проектированию машин, состоящих из сложных и простых в структурном отношении механизмов (шарнирно-рычажных, кулачковых, зубчатых). К урсовое проектирование способствует закреплению, углублению и обобщению теоретических знаний, а также применению этих знаний к комплексному решению конкретной инженерной задачи по исследованию и расчету механизмов и машин; оно развивает у студента творческую инициативу и самостоятельность, повышает его интерес к изучению дисциплины и прививает некоторые навыки научно-исследовательской работы.

Согласно учебному плану для специальностей 311300, 311500 и 311900 студенты дневной и заочной ф орм обучения должны выполнить и защитить на оценку курсовой проект, проделать лабораторные работы (тематика и порядок их проведения устанавливаются каф едрой ), сдать зачет и экзамен.

При изучении тем курса следует прочесть соответствующую тему, затем методические указания к ней, прочесть эту тему в рекомендуемом учебнике и дать ответы на вопросы для самопроверки с написанием необходимых расчетных ф ормул и изображением схем и рисунков.

К роме проработки теоретического материала, самое серьезное внимание следует уделить решению задач по источнику, указанному в списке литературы под циф рой 3. В каждый экзаменационный билет включается задача по одному из разделов курса теории механизмов и машин.

Литература Основная 1. Артоболевский И. И. Т еория механизмов и машин. М., «Н аука», 1988.

2. Фролов К.В, Попов С.А., Мусатов А.К. и др. Т еория механизмов и механика машин. М., «Высшая школа», 1998.

Дополнительная 3. Артоболевский И. И., Эдельштейн Б. В. Сборник задач по теории механизмов и машин.

М., «Н аука», 1975.

4. Баранов Г. Г. К урс теории механизмов и машин. М., «Машиностроение», 1967, 5. Гавриленко В. А. и др. Т еория механизмов. М., «Высшая школа», 1973.

6. Кожевников С. Н. Т еория механизмов и машин. М «Машиностроение», 7. Кореняко А. С. К урсовое проектирование по теории механизмов и машин. М., «Высшая школа», 1970.

8. Левитская О. Н.. Левитский Н. И. К урс теории механизмов и машин. М., «Высшая школа», 1985.

9. Юдин В. А., Петрокас Л. В. Т еория механизмов и машин. М., «Высшая школа», 1977.

10. Юденич В. В. Лабораторные работы по теории механизмов и машин. М., «Высшая школа», 1962.

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ ПО ИЗУЧЕНИЮ ДИСЦИПЛИНЫ ВВЕ ДЕ Н ИЕ Б ольшую роль в ф ормировании инженеров-механиков сельскохозяй ственного производства играет курс «Т еория механизмов и машин», излагающий научные основы создания новых машин и механизмов, методы проектирования механизмов и машин, а также методы их теоретического и экспериментального исследования.



Изучение курса «Т еория механизмов и машин» следует начинать с уяснения круга вопросов (проблем), рассматриваемых в этой дисциплине, а также роли науки о механизмах и машинах в условиях научно-технической революции для решения важней шей народнохозяй ственной задачи – комплексной механизации и автоматизации процессов в сельскохозяй ственном производстве; Ознакомьтесь со значением курса теории механизмов и машин для специалистов с инженерным образованием и, в частности, для инженеров сельскохозяй ственного производства.

Литература: с. 11— 18; 8, с. 4— 7; 9, с. 6— 14.

Вопросы для самопроверки 1. Что понимают под комплексной механизацией и автоматизацией производственных, процессов и какими средствами ее осуществляют 2. К аковы этапы и перспективы развития автоматизация производственных процессов 3. К акие новые виды машин и автоматов возникли и получают дальней шее развитие в условиях научно-технической революции I. СТРУКТУРА МЕХАНИЗМОВ Знание структуры механизма необходимо для правильного синтезирования новых механизмов. К роме того, механизмы, отнесенные к одной и той же категории (классу), имеют общие методы кинематического и силового анализов.

Т ема 1. Основные понятия и определения Ознакомьтесь с основными понятиями и определениям курса: звено, кинематическая пара, кинематическая цепь, механизм, машина, машинный агрегат. Н адо иметь представление о классиф икации кинематических пар.

По классиф икации Рело кинематические пары делятся на низшие и высшие. В низших парах звенья, вошедшие в кинематическую пару, касаются друг друга элементами поверхностей, в высших – по линиям или точкам.

По классиф икации И. И. А ртоболевского кинематические пары делятся на пять классов.

К ласс кинематической пары (ее номер) определяется числом условий связей, которые наложены на движения одного звена относительно другого. При определении класса кинематической пары следует иметь в виду, что звенья принимаются абсолютно твердыми, разрыв между элементами кинематической пары не допустим и в отдельных случаях класс может зависеть от механизма, в котором имеется эта кинематическая пара.

Н ужно знать деление кинематических цепей на замкнутые и незамкнутые. В современных механизмах манипуляторов нашли широкое применение незамкнутые кинематические цепи со многими степенями свободы.

По новой терминологии рекомендуется ведущее звено называть входным, ведомое звено – выходным.

Литература: 1, с. 19— 34; 2, с. 9— 18;.8, с. 8— 14; 9, с. 15— 23.

Вопросы для самопроверки 1. Что называют звеном, какие виды звеньев существуют 2. Дай те определение кинематической паре и объ ясните деление пар на высшие и низшие. Приведите примеры и покажите на них возможные движения в кинематических парах: третьего, четвертого и пятого классов.

3. Что называют кинематической цепью и какие виды их существуют 4. Дай те определение механизму, машине и объ ясните их назначение.

Т ема 2. Структурный синтез механизмов Весьма важно научиться определять число степеней свободы механизма, так как оно всегда равно числу входных звеньев механизма. Н о не нужно путать число степеней свободы с числом наблюдаемых движений в механизме.

К лючевым понятием в классиф икации механизмов по А ссуру-А ртоболевскому является группа А ссура или структурная группа. Степень свободы группы А ссура равна нулю. Следует запомнить, что группу А ссура всегда образуют четное число звеньев и число кинематических пар кратное трем. Группы А ссура – разделяются на классы: второй, третий, четвертый и т. д.

Группы А ссура второго класса делятся еще на 5 видов. Очень важно научиться правильно определять вид группы А ссура, так как для каждого вида разработана своя методика кинематического и силового расчетов.

В учебниках можно встретить по-разному названные одни и те же понятия: пассивные связи – избыточные связи, модиф икация группы А ссура – вид группы А ссура, степень свободы механизма – степень подвижности механизма; в учебном пособии [7] автор группу А ссура второго класса называет группой А ссура первого класса, механизм I класса – начальным механизмом, группу А ссура II класса – двухповодковой группой и т. д.

Литература: 1,с. 33— 66; 2, с. 17— 28; 8, с. 14— 31; 9, с. 20— 36.

Решить задачи: № 31— 36, 38, 39, 42. 46, 51, 55, 56.

Вопросы для самопроверки 1. В чем заключается задача структурного синтеза механизмов 2. Объ ясните ф изический смысл числовых коэф ф ициентов в структурной ф ормуле общего вида.

3. Что называется группой А ссура Приведите примеры групп А ссура второго класса.

4. В какой последовательности производится разложение схемы механизма на группы А ссура 5. К ак определяются класс и порядок механизма 6. Укажите цель и способы условной замены высших пар низшими парами.

II. АНАЛИЗ МЕХАНИЗМОВ Т ема 3. Общие методы кинематического анализа При изучении этой темы уясните задачи кинематического анализа, заключающиеся в следующем: определение положений звеньев и траекторий отдельных точек звеньев;

определение скоростей и ускорений (угловых и линей ных) звеньев в точек звеньев механизма, К инематический анализ считается законченным, если для каждого звена механизма определены положение, скорость и ускорение двух его точек или положение, скорость и ускорение одной точки звена и угловая координата, угловые скорость и ускорение этого звена.





Н азванные вопросы решаются либо аналитическими, либо граф ическими методами.

А налитический метод сводится к составлению ф ункции положения, которая устанавливает связь между координатами выходного и входного звеньев механизма. Ф ункцию положения можно составить, например, по методу замкнутого контура, предложенного В. А. Зиновьевым.

Для определения скорости какой -либо точки любого из звеньев механизма необходимо систему уравнений (ф ункцию положения для этой точки) продиф ф еренцировать по времени.

Для определения ускорений ф ункцию положения нужно диф ф еренцировать дважды.

Из граф ических методов наибольшее применение для плоских механизмов получил метод планов. Планы положений скоростей и ускорений строятся для групп А ссура, образовавших механизм. Построение планов скоростей и ускорений многозвенных механизмов следует начинать с группы А ссура непосредственно присоединенной к ведущему звену по предварительно выписанным векторным уравнениям.

Н а примерах простых четырехзвенных механизмов (четырехшарнирного, кривошипноползунного, кулисного, синусного и тангенсного) изучите решение задач кинематического анализа граф ическими и аналитическими методами.

Литература: 1, с. 71-96; 107-П6; 117-с. 40-89; 114-118; 8, с. 32-57; 9, с. 74-96.

Решить задачи: № 91-94. 98-101, 111-132, 147-149, 153, 154, 136-159, 335, 337.

Вопросы для самопроверки 1. К аковы преимущества и недостатки аналитического и граф ического методов кинематического анализа механизмов 2. К ак определить граф ическими построениями край ние положения кривошипноползунного, шарнирного четырехзвенника и кулисного механизмов 3. К акие характерные точки позволяют проверить правильность построения кинематических диаграмм 4. В чем заключаются преимущества и недостатки метода касательных и метода хорд граф ического диф ф еренцирования 5. Укажите порядок построения планов скоростей и ускорений по группам А ссура. в многозвенном механизме.

6. К ак направлены нормальное и касательное ускорения точки звена при его вращательном движении 7. К ак, пользуясь планом скоростей механизма, определить величину и направление угловой скорости звена 8. К ак, пользуясь планом ускорений механизма, определить величину и направление углового ускорения звена 9. К ак, используя правило подобия, по известным скоростям (.ускорениям) двух точек звена определить скорость (ускорение) любой третьей точки того же звена 10. При каких движениях звена возникает кориолисово ускорение К ак определить его величину и направление Т ема 4. Общие методы динамического анализа Ц елью динамического анализа является: а) определение и изучение влияния сил на звенья механизма, кинематические пары и неподвижные опоры и установление способов уменьшения динамических нагрузок, возникающих при движения механизма; б) изучение режимов движения механизмов под дей ствием заданных сил и установление способов, обеспечивающих заданные режимы движения механизмов.

Первая задача носит название силового анализа механизмов, вторую задачу называют динамикой механизмов.

Приступая к изучению темы, следует рассмотреть виды (характеристики) сил, которые могут дей ствовать на звенья механизма. Обратите внимание на некоторую условность в разделении сил на силы движущие и силы сопротивления. Н апример, силы тяжести звеньев при подъ еме центров масс звеньев оказываются силами сопротивления, а при опускании центров масс – силами движущими и т. д. Н ужно научиться определять для всех случаев движения звена силы инерции. Вспомните известный вам из теоретической механики принцип Даламбера и научитесь применять его при определении реакции в кинематических парах (связях), возникающих от дей ствия заданных сил на звенья механизма при их движении.

Метод силового расчета механизма с использованием сил инерции и применением уравнений динамического равновесия носит название кинетостатического расчета.

Силовой расчет многозвенного механизма нужно проводить по отдельным группам А ссура, начиная с наиболее удаленной, считая от ведущего звена. Заканчивается силовой расчет силовым расчетом входного звена, для которого определяются уравновешивающая сила или уравновешивающий момент и реакция в кинематической паре «стой ка – входное звено».

К роме этого, нужно изучить вопрос определения уравновешивающей силы методом рычага Н.

Е. Ж уковского.

Изучая вторую задачу динамического анализа: – динамику механизмов, следует вначале рассмотреть методы приведения сил и масс, позволяющие все силы, дей ствующие на звенья механизма, заменять силами, приложенными к одному из звеньев механизма, называемому звеном приведения. А налогично, все массы звеньев механизма заменять одной массой, сосредоточенной в точке приведения звена приведения. Для определения приведенной силы здесь также можно воспользоваться методом рычага Н. Е. Ж уковского.

Одной из задач динамики механизмов является исследование движения звена приведения по заданным силам. Решением этой задачи является определение зависимости обобщенной координаты звена приведения от времени.

Чтобы провести такое исследование, нужно составить уравнение движения звена приведения механизма в диф ф еренциальной ф орме и проинтегрировать его.

Н еобходимо знать уравнения движения механизма в двух ф ормах: в ф орме уравнения кинетической энергии и в ф орме диф ф еренциального уравнения. Н ужно помнить, что уравнения движения в общем случае являются нелиней ными, решение которых может быть най дено только приближенными методами.

Pages:     || 2 | 3 | 4 | 5 |   ...   | 8 |










© 2011 www.dissers.ru - «Бесплатная электронная библиотека»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.