Классификация кинематических пар

М.М. Газимов, О.Ю. Павлов, А.И. Саломыков

ПРИКЛАДНАЯ МЕХАНИКА

Раздел 2

ДЕТАЛИ МАШИН

Учебное пособие

МИНИСТЕРСТВО ОБОРОНЫ РФ

М.М. Газимов, О.Ю. Павлов, А.И. Саломыков

ПРИКЛАДНАЯ МЕХАНИКА

Раздел 2

ДЕТАЛИ МАШИН

Допущено учебно-методическим объединением высших военно-учебных заведений по образованию в области военного управления ВС РФ (СВ) в качестве учебного пособия для курсантов высших военно-учебных заведений ракетных войск и артиллерии ВС РФ, обучающихся по направлению подготовки «Электротехника, электромеханика и электротехнологии»; по специальности «Электромеханика» и по военной специальности «Применение подразделений артиллерии»

Министерство обороны РФ

УДК 621.81 (075.8)

или УДК 531.8 (042.4)

Учебное пособие соответствует программе обучения курсантов по разделу 2 "Детали машин" учебной дисциплины "Прикладная механика" и квалификационным требованиям к выпускникам училища – офицеров артиллеристов по специальности "Применение подразделений артиллерии" и с гражданской специальностью "Электромеханик".

Изложены предмет и задачи изучения деталей машин по подготовке офицера широкого профиля, способного технически грамотно эксплуатировать артиллерийское вооружение; основы проектирования машин и механизмов; структура, кинематика и динамика механизмов; основы теории, расчета и конструирования деталей и узлов общего назначения: механических передач трением и зацеплением, валов и осей, подшипников скольжения и качения, муфт и тормозов, неразъемных и разъемных соединений; приведены примеры расчета конструктивных элементов применительно к артиллерийской технике и контрольные вопросы для самопроверки обучаемых.

Учебное пособие предназначено для курсантов, обучающихся в училище и может быть полезным для преподавателей соответствующих кафедр.

Авторы: кандидат технических наук, доцент Газимов М.М.; кандидат технических наук, доцент Павлов О.Ю.; доцент Саломыков А.И.

Рецензенты:

Ректор Казанского государственного энергетического университета, заведующий кафедрой механики доктор физико-математических наук, профессор Петрушенко Ю.Я.

Начальник кафедры конструкции, эксплуатации и проектирования артиллерийских орудий и боеприпасов КВАКУ, доктор технических наук, профессор Кочергин А.В.

Иллюстраций - 107; библиографий 6 (наимен.).

В В Е Д Е Н И Е

Машиностроению, в том числе по производству техники вооружения, принадлежит ведущая роль среди других отраслей народного хозяйства, так как все основные рабочие процессы осуществляются машинами. Поэтому и технический уровень развития военной техники, в том числе и артиллерийской, определяется уровнем развития машиностроения. Современные машины многократно повышают производительность труда человека и решают задачи, порой непосильные человеку. Мощность энергетических машин достигает миллионов киловатт; скорости самолетов достигают и превышают скорость звука; непрерывно совершенствуется конструкция артиллерийских систем; мощные вычислительные машины делают миллионы и сотни миллионов операций в секунду; достигнута возможность перемещения в космическом пространстве.

Любая машина (механизм), в том числе артиллерийское орудие и др., состоит из деталей.

«Детали машин» являются первым из рассчетно-конструкторских курсов инженерного профиля, в котором изучаются основы проектирования машин и механизмов общего назначения. На развитие современного курса «Детали машин» большое влияние оказывает быстрый прогресс отечественного и зарубежного машиностроения. Этот прогресс требует все более широкой стандартизации и унификации деталей общего назначения, а также их изготовления в массовых количествах на специализированных заводах. В настоящее время исследованиями в области деталей машин занимаются соответствующие научно-исследовательские и учебные институты, машиностроительные фирмы.

Настоящее учебное пособие «Детали машин» является вторым разделом учебной дисциплины «Прикладная механика» после раздела «Сопротивление материалов».

ГЛАВА 1. ОСНОВЫ ПРОЕКТИРОВАНИЯ МАШИН И МЕХАНИЗМОВ

1.1. Предмет и задачи раздела "Детали машин"

Раздел прикладной механики "Детали машин" состоит из двух взаимосвязанных частей: теории механизмов и машин и деталей машин.

Теория механизмов и машин (ТММ) – наука, изучающая строение, кинематику и динамику механизмов независимо от конкретного применения с целью их анализа, т.е. исследования существующих, и синтеза, т.е. проектирования новых, более совершенных механизмов и машин.

Теория механизмов и машин является научной основой создания новых высокоэффективных и надежных машин, механизмов и приборов, в том числе применительно к военной технике (артиллерийской, ракетной, авиационной, танковой и др.).

Детали машин (ДМ) – наука, изучающая конструкцию и работу деталей и сборочных единиц общего назначения, методы их проектирования и конструирования с учетом экономической и механической целесообразности.

Исходя из этого, предметом изучения этого раздела являются движение и взаимодействие твердых тел в механизмах и машинах, основы расчета и конструирования типовых деталей и узлов, применяемых в военной технике и, главным образом, применительно к ракетно-артиллерийскому вооружению, обеспечивающих их работоспособность, надежность, технологичность и экономичность.

Задачи данного раздела: подготовить обучаемых к творческой военно-профессиональной деятельности; дать обучаемым комплекс теоретических знаний по механизмам и машинам; выработать у обучаемых навыки и умения по производству расчетов и конструированию; развить у обучаемых способность качественно осваивать новые образцы вооружения и военной техники.

В результате изучения раздела "Детали машин" выпускник должен:

и м е т ь п р е д с т а в л е н и е: о методах структурного, кинематического и динамического анализа механизмов, применяемых в артиллерийской технике; об основных методах расчета и проектирования деталей и узлов машин и механических узлов электротехнического оборудования; об экспериментальных методах и оборудовании, применяемых при испытании узлов и механизмов машин;

з н а т ь: принципы работы, технические характеристики, конструктивные особенности разрабатываемых технических средств, материалов и их свойства; критерии работоспособности деталей и узлов общего назначения при расчетах и их оценке; теоретические основы расчета и проектирования деталей и механизмов общего назначения, применяемых в артиллерийском вооружении; методы, способы и средства осуществления технического контроля; численные методы решения задач теории прочности с использованием компьютерных технологий; достижения науки и техники, передовой отечественной и зарубежный опыт в области разработки и создания новых механизмов, машин, образцов вооружения;

у м е т ь: формулировать цели и решения практических задач по деталям машин; проводить расчеты и оценку работоспособности основных типов соединений, узлов и механизмов, применяемых в вооружении и технике; выполнять расчеты и конструктивную разработку типовых элементов конструкций образцов ракетно-артиллерийского вооружения; пользоваться справочным материалом при расчете, разработке и оформлении конструкторских документов на изделия военной техники и вооружения;

и м е т ь н а в ы к и: выбора конструкционных материалов на основе анализа условий их эксплуатации и физико-механических свойств; составления расчетных схем, проведения расчетов и оценки работоспособности типовых деталей и узлов, применяемых в вооружении и военной технике; выполнения чертежей и схем на изделия военной техники и вооружения.

Для изучения раздела "Детали машин" проводятся все виды занятий: лекции, практические, групповые и лабораторные занятия, самостоятельная работа обучаемых (курсантов) под руководством преподавателя, контрольные работы, а также необходима и обязательна самостоятельная работа курсантов над учебным материалом, предусмотренная распорядком дня. Итоговым этапом обучения является выполнение курсового проекта – первой серьезной самостоятельной работы инженерного профиля, выполняемой каждым курсантом по индивидуальному заданию.

Основной целью изучения раздела "Детали машин" и в целом учебной дисциплины "Прикладная механика" является подготовка офицера, как военного специалиста широкого профиля, способного технически грамотно эксплуатировать ракетно-артиллерийское вооружение и технику; дать знания, выработать умения и навыки, необходимые для последующего изучения военно-специальных дисциплин.

1.2. Машины и механизмы. Их классификация

Одним из важных классов искусственно созданных человеком изделий, применяемых в технике, являются инженерные сооружения и механические системы.

Под инженерными сооружениями понимаются стационарные системы, относительное положение частей которых остается неизменным во времени (здания, мосты, резервуары, укрытия, переправы, антенны, дороги и т.д.). В механике эти системы называют жесткими или неизменяемыми и их назначение – прочное восприятие внешних сил или нагрузок и передача их на опоры. Предмет, который их изучает, называется строительная механика.

Самое широкое распространение в технике, в том числе и в военной, имеют подвижные механические системы.

Механические системы существуют как в виде самостоятельного класса машин, так и в виде подсистем всех других машин (электрических, электронных, реактивных и др.). Например, артиллерийские орудия, реактивные установки, подъемно-транспортное оборудование и другие образцы вооружения представляют в основном механические и электромеханические системы.

М а ш и н а – это устройство, выполняющее механические движения для преобразования энергии, материалов и информации в целях замены или облегчения физического и умственного труда человека. В более широком смысле под машиной понимается любая система для осуществления какого-либо процесса. По характеру происходящих процессов машины разделяют на механические, электрические, химические, ядерные и т.д.

По выполняемым функциям можно ввести следующую классификацию машин.

Э н е р г е т и ч е с к и е м а ш и н ы - в которых какой-либо вид энергии (электрической, тепловой, химической и т.д.) преобразуется в механическую работу или наоборот (электродвигатели, двигатели внутреннего сгорания, генераторы, компрессоры и др.).

Р а б о ч и е м а ш и н ы, которые предназначены для выполнения процессов по изменению формы, свойств и положений объектов. Они делятся на транспортные и технологические (автомобили, самолеты, станки, комбайны и др.).

И н ф о р м а ц и о н н ы е м а ш и н ы, в которых происходит преобразование вводимой информации для контроля, регулирования управления технологическими процессами, производства вычислений, накопления и переработки информации. Они делятся на контрольно-управляющие и математические (счетные устройства, ЭВМ и др.).

К и б е р н е т и ч е с к и е м а ш и н ы – это машины, заменяющие или имитирующие различные механические, физиологические и биологические процессы, присущие человеку и живой природе, и обладающие элементами искусственного интеллекта. К ним относятся роботы, манипуляторы и др.

Р о б о т – это сложная машина с антропоморфным (человекоподобным) поведением, которая частично или полностью выполняет функции человека при взаимодействии с окружающим миром, целенаправленно ведет себя в изменяющейся обстановке.

М а н и п у л я т о р – разновидность робота. Это механизм, осуществляющий под управлением оператора действия (манипуляции), аналогичные действиям руки человека.

Роботы позволяют осуществлять процессы в средах, недоступных или вредных для человека, они являются основой автоматизации производства, освобождают человека от однообразных утомительных операций.

Совокупность взаимосвязанных машин называют м а ш и н н ы м

а г р е г а т о м. Он, как правило, включает двигатель, передаточный механизм, рабочий механизм и систему управления. Машина, выполняющая свои функции без непосредственного участия человека, называется машиной-автоматом. Машины, в которых совершаются химические реакции, электронные, тепловые и другие процессы, а механические движения имеют второстепенное значение, называют а п п а р а т а м и (дистиллятор, теплообменник, химический реактор и т.д.).

Машины и агрегаты, которые дополняют или заменяют человека в области интеллектуальной деятельности, называют п р и б о р а м и (измерительные, регистрирующие, управляющие и др.).

Применение машин позволяет заменить или облегчить физический и умственный труд человека, значительно повысить производительность труда.

Кинематическую основу механических систем составляют механизмы.

М е х а н и з м о м называется система взаимосвязанных тел, предназначенная для преобразования движения одного или нескольких тел в требуемые движения других тел. Механические механизмы представляют собой совокупность взаимосвязанных твердых тел. Применяются также гидравлические, пневматические, электрические и другие механизмы.

Различают также механические приспособления, которые предназначены для передачи и преобразования сил (домкраты, винтовые и рычажные прессы, динамометры, весы и др.).

1.3. Требования к машинам и механизмам

При проектировании машин, в том числе и техники вооружения, учитывают их основные характеристики и общие требования, предъявляемые к ним.

Основными характеристиками машин являются назначение и область применения, способ управления, мощность и производительность, коэффициент полезного действия, масса, габаритные размеры, стоимость, условия эксплуатации и др.

Общими требованиями, предъявляемыми к машинам и механизмам, в том числе, применяемым в артиллерийской технике, являются: работоспособность, надежность, технологичность, экономичность, эргономичность.

Р а б о т о с п о с о б н о с т ь – это состояние машины и механизма, при котором они могут выполнять заданные функции с параметрами, установленными нормативно-технической документацией (техническими условиями, заданием, стандартами и т.п.).

Н а д е ж н о с т ь ю машины (механизма, детали) называют свойство выполнять заданные функции с параметрами, установленными нормативно-технической документацией в течение заданного промежутка времени или наработки (в часах, километрах, циклах и т.п.). При этом должны соблюдаться режимы технического обслуживания, эксплуатации, хранения и транспортировки. Обеспечение надежности, особенно техники вооружения, является общей проблемой промышленности и зависит от всех этапов создания и эксплуатации изделий. Надежность слагается из безотказности, ремонтопригодности, долговечности и сохраняемости изделия.

В зависимости от вида изделия надежность может определяться частью или всеми перечисленными свойствами. Например, надежность колеса зубчатой передачи или болта резьбового соединения определяется их долговечностью, а автомобиля, автомата, артиллерийского орудия – долговечностью, безотказностью и ремонтопригодностью.

Б е з о т к а з н о с т ь – свойство изделия непрерывно сохранять работоспособное состояние в течение некоторого времени или некоторой наработки.

О т к а з – нарушение работоспособности изделия.

Д о л г о в е ч н о с т ь – свойство изделия сохранять работоспособность до наступления предельного состояния при установленной системе технического обслуживания и ремонта. Характеризуется ресурсами (техническим, назначенным).

Р е м о н т о п р и г о д н о с т ь – приспособленность изделия к предупреждению и обнаружению причин возникновения отказов, поддержанию и восстановлению работоспособного состояния путем проведения технического обслуживания и ремонта.

С о х р а н я е м о с т ь – свойство изделия сохранять значения показателей безотказности, долговечности и ремонтопригодности в течение и после хранения и (или) транспортирования.

Для обеспечения надежности машин при их проектировании рассматривают:

структурную схему безотказности изделия (изделие разбивают на элементы и определяют, как влияет отказ одного элемента на отказ изделия);

схемную надежность изделия (определяют пути повышения надежности на основе совершенствования самой схемы изделия);

резервирование в машинах (предусматривается повышение надежности введением в машины дополнительных средств для выполнения изделием заданных функций);

пути повышения надежности каждого элемента (изделия).

Надежность оценивается на всех этапах создания и эксплуатации изделий. Ошибки проектирования, погрешности в производстве, транспортировке и эксплуатации сказываются на надежности изделия.

Одним из основных показателей надежности является вероятность Р(t) безотказной работы в течение заданного времени t или заданной наработки:

Р(t) = Р (t - t_*),

где t_* - время появления отказа, рассматриваемая как случайная величина.

Т е х н о л о г и ч н ы м и называют машины (детали, сборочные единицы), позволяющие экономить материальные средства, время, труд в процессе производства, эксплуатации и ремонта. Они должны быть также приспособленными к гибкому автоматизированному производству (ГАП). Конструкции машин должны характеризоваться высокой преемственностью и высоким уровнем стандартизации и унификации конструктивных элементов, материалов, расчетов и технологий, возможностью «сращивания» систем автоматизированного проектирования и производства.

Э к о н о м и ч н о с т ь предполагает учет материальных и трудовых затрат на исследования, проектирование, изготовление, эксплуатацию и ремонт.

Экономичность изделий достигается снижением материалоемкости, энергоемкости и трудоемкости производства, повышением КПД в эксплуатации, высокой надежностью, специализацией производства и другими факторами.

Э р г о н о м и ч н о с т ь предусматривает совершенство и красоту форм и вида изделий, а также удобство их обслуживания человеком в процессе эксплуатации.

Красивый внешний вид придают изделиям форма и внешняя отделка конструкции. Для этого применяются декоративная полировка, окраска, нанесение гальванических покрытий и т.д. Существенное значение имеют мероприятия, направленные на придание удобств работе обслуживающего персонала (расчета), снижению его утомляемости, повышению реакции, точности выполняемых операций.

Выполнение рассмотренных выше требований к машинам (механизмам) достигается привлечением к исследованиям и их проектированию не только инженеров-конструкторов, но и технологов, экономистов, инженеров по эксплуатации и ремонту, дизайнеров.

1.4.Основные критерии работоспособности

и расчета деталей машин

Основными критериями (показателями) работоспособности деталей машин являются: прочность, жесткость, износостойкость, теплостойкость, вибростойкость. Понятия прочности, жесткости и устойчивости были подробно рассмотрены в разделе 1 "Сопротивление материалов" прикладной механики.

П р о ч н о с т ь – главный критерий работоспособности большинства деталей. Этим критерием оценивают способность детали сопротивляться разрушению или пластическому деформированию под действием приложенных к ней нагрузок. Различают статические и усталостные поломки деталей.

Работоспособность по критерию прочности обеспечивается условиями: Т ≤ [Т]; σ [σ]; τ [τ]; σ _Н [σ_Н]; F [F]; М_u [М_u],

где σ, τ, σ_Н, F, М_u, Т – действительные (расчетные) нормальные, касательные, контактные напряжения, сила, изгибающий и вращающий моменты, а в скобках их допускаемые значения.

Ж е с т к о с т ь – способность деталей сопротивляться изменению формы и размеров под действием нагрузок; характеризуется модулем упругости материала Е.

Упругие перемещения (углы поворота поперечных сечений, прогибы), возникающие в деталях не должны превышать некоторых допускаемых значений.

И з н о с о с т о й к о с т ь – способность трущихся деталей оказывать сопротивление изнашиванию (износу). Износ приводит к изменению размеров, формы и состояния поверхности детали; потери прочности вследствие разрушения ее поверхностного слоя при трении. Износ деталей приводит к потере точности (приборы, измерительный инструмент, станки); к снижению КПД и увеличению утечек (насосы, цилиндр и поршень двигателя и т.д.); к уменьшению размеров, появлению зазоров и снижению прочности (зубья зубчатых и червячных колес и т.п.) и т.д. По условиям внешнего воздействия на поверхностный слой различают: абразивный износ за счет твердых посторонних частиц (песка, пыли) между трущимися поверхностями; коррозионный износ, при котором продукты коррозии стираются механическим путем; износ при заедании, особенно при высоких скоростях и давлениях.

Для повышения износостойкости деталей применяют смазку, специальные уплотнения от попадания абразивных частиц и утечки смазки, антифрикционные материалы и антикоррозионные покрытия.

Износ не должен превышать некоторой допустимой величины. В большинстве случаев расчеты деталей на износостойкость ведутся по допускаемым давлениям р [ р] в зонах контакта деталей.

Т е п л о с т о й к о с т ь – способность деталей сохранять нормальную работоспособность в пределах заданных температур. Чрезмерный нагрев уменьшает прочность и жесткость деталей; снижает защитную способность масляного слоя, что повышает износ деталей и вызывает их заедание; изменяет зазоры в сопряженных деталях, что приводит к заклиниванию и поломке; понижает точность работы машины.

В и б р о у с т о й ч и в о с т ь – способность конструкции работать в нужном диапазоне режимов без не допускаемых колебаний (особенно резонансных). Этот критерий характерен для быстроходных машин. Вибрации вызывают дополнительные переменные напряжения, которые приводят к усталостному разрушению деталей, снижают качество и точность работы. Расчеты на виброустойчивость в основном сводятся к определению критических частот колебаний и скоростей, т.е. частот колебаний и скоростей, при которых возникает резонанс.

1.5. Особенности проектирования изделий

1.5.1. Виды изделий и требования к ним

И з д е л и е – предмет или совокупность предметов производства, подлежащих изготовлению на предприятиях. ГОСТ 2.101-68 устанавливает четыре вида изделий: детали, сборочные единицы, комплексы, комплекты.

Конструктивно любая машина и механизм состоит из деталей.

Д е т а л ь – изделие, изготовленное из однородного по наименованию и марке материала без применения сборочных операций (болт, гайка, вал, веретено тормоза откатки, зубчатое колесо и т.д.). Совокупность деталей, соединенных на предприятии-изготовителе сборочными операциями и предназначенные для совместной работы называют у з л о м (сборочной единицей). Например, подшипник, редуктор, тормоз отката, артиллерийское орудие, автомобиль, станок и т.д.

Простейший узел является составной частью более сложного узла, в свою очередь, он оказывается узлом изделия, комплекса и т.д.

К о м п л е к с – две и более составных частей изделий, не соединенных на предприятии изготовителе сборочными операциями, но предназначенных для выполнения взаимосвязанных эксплуатационных функций (артиллерийская батарея, ракетный комплекс, АТС, цех-автомат и т.п.).

К о м п л е к т – два или более изделий, не соединенные на предприятии изготовителе сборочными операциями и представляющих набор изделий, имеющих общее эксплуатационное назначение вспомогательного характера (боекомплект, комплект запасных частей, приборов, тары и т.д.). В реальной машине число деталей исчисляется сотнями, тысячами, а в сложных - миллионами.

Большое разнообразие деталей и сборочных единиц можно условно разделить на два класса: детали и сборочные единицы общего назначения, которые встречаются почти во всех машинах и изучаются в курсе "Детали машин"; детали и сборочные единицы специального назначения (поршни, турбины, насосы, тормоза отката, накатник, камеры сгорания, стволы артиллерийских орудий и др.), изучаемые в специальных дисциплинах.

В класс деталей и узлов общего назначения включают: соединения, передачи, валы, подшипники, муфты, опоры, уплотнения, пружины и др. Ко всем видам изделий предъявляются требования, изложенные выше (пункт 1.3).

1.5.2. Стадии разработки изделий

Конструирование (проектирование) машин – творческий процесс, целью которого является создание новой машины, способной выполнять заданные функции. Основные особенности этого процесса состоят в многовариантности решения, необходимости согласования принимаемых решений с общими и специфическими требованиями, предъявляемыми к конструкции, а также с требованиями соответствующих стандартов (МС, СТ СЭВ, ГОСТ, ОСТ, РСТ, СТП), регламентирующих термины, определения, условные обозначения; систему измерений; методы расчета; конструкторскую документацию и ее оформление; материалы и методы испытаний и др.

В проектировании сложных изделий одновременно участвуют десяткии сотни человек, зачастую совершенно не знакомые друг с другом. Для придания согласованности их действий разработана специальная методика проектирования, включающая в себя ряд стадий (этапов) разработки, каждый из которых имеет вполне определенные цели и задачи. Проектированию изделия предшествует разработка технического задания.

Техническое задание - это документ, содержащий наименование, основное назначение, технические требования, показатели качества, экономические показатели и специальные требования заказчика к изделию.

Техническое задание разрабатывают на основе требований заказчика с учетом достижений и технического уровня отечественных и зарубежных конструкций, патентного поиска, а также результатов научно-исследовательских работ и научного прогноза.

Например, исходными данными, предусмотренными техническим заданием, для проектирования автомобиля могут быть скорость, масса, габариты, число перевозимых людей, условия эксплуатации; для проектирования артиллерийского орудия: дальность стрельбы, масса орудия и снаряда, габариты, вид и скорость передвижения, скорострельность, состав расчета, условия эксплуатации.

Стадия разработки конструкторской документации и этапы выполнения работ установлены ГОСТом 2.103-68. Он обобщает опыт, накопленный в передовых странах по проектированию машин.

Первая стадия – разработка технического предложения.

Техническое предложение – совокупность конструкторских документов, обосновывающих техническую и технико-экономическую целесообразность разрабатываемого изделия на основе требований технического задания, рассматривающих варианты возможных решений с учетом достижений науки и техники, патентных материалов, возможностей машиностроительных заводов отрасли и смежных отраслей. Техническое предложение утверждается заказчиком и генеральным подрядчиком.

Вторая стадия – разработка эскизного проекта.

Эскизный проект – совокупность конструкторских документов, содержащих принципиальные конструкторские решения и разработку чертежей общих видов, дающих представление об устройстве разрабатываемого изделия, принципе его действия, габаритах и основных параметрах. Сюда входит также пояснительная записка с необходимыми расчетами.

Третья стадия – разработка технического проекта.

Технический проект – совокупность конструкторских документов, содержащих окончательное решение и дающих полное представление об устройстве изделия. Чертежи проекта состоят из чертежей общего вида изделия и сборочных чертежей узлов. На этой стадии рассматриваются вопросы надежности, соответствия требованиям безопасности, условиям эксплуатации, хранения, транспортировки и т.п. Технический проект включает пояснительную записку со всеми расчетами и обоснованиями.

Четвертая стадия – разработка рабочей конструкторской документации.

Рабочая документация – совокупность документов, содержащих чертежи узлов и деталей, оформленных так, чтобы по ним можно было изготовить изделия, контролировать их производство и эксплуатацию. На этой стадии разрабатываются конструкции деталей, оптимальные по показателям надежности, технологичности и экономичности.

При выполнении курсовых и дипломных проектов следует пользоваться "перечнем работ, выполняемых при разработке технического эскизного проекта" из ГОСТа 2.120 (2.119)-73.

Конструкции деталей и узлов разрабатываются на основе проектов.

Проект – это совокупность расчетов, графических материалов и пояснений к ним, предназначенных для обоснования и определения параметров конструкции (кинематических, динамических, геометрических и др.), ее производительности, экономической эффективности. Для особо важных конструкций проект дополняют макетом или действующей моделью.

Основными принципами проектирования деталей и узлов машин являются: обеспечение прочностной триботехнической надежности; равнопрочность и выбор соответствующих форм сечений; рациональное распределение нагрузок; соответствие требованиям стандартизации, унификации и взаимозаменяемости; выбор материалов с учетом стоимости, технологии обработки и соответствия механических характеристик основному критерию работоспособности.

1.5.3. Понятие о технологии проектирования

Технология проектирования деталей (узлов, изделий) включает в себя организацию и определение порядка проектирования, выбор формы проектирования, оформления и обращения конструкторской документации и др.

Технология проектирования оказывает существенное влияние на стоимость и трудоемкость проектирования, технико-экономический уровень проектируемых объектов.

Форма организации процесса проектирования определяется составом средств, методов и содержанием труда инженерно-технических работников. Различают безмашинную (ручную) форму, а также формы типового, группового и частично механизированного типового проектирования, системы автоматизированного проектирования (САПР).

Первые из указанных форм требуют значительных затрат рабочего времени на поиск информации о стандартных элементах, материалах, ранее спроектированных конструкциях, а также работы по вычерчиванию типовых изображений. Для сложных конструкций время проектирования может превосходить сроки эксплуатации изделий.

Упорядочение технологии проектирования может достигаться на основе применения систем автоматизированного проектирования (САПР). САПР – организационно-технические системы, выполняющие автоматизированное проектирование объектов и состоящие из комплекса средств автоматизации проектирования, взаимосвязанного с подразделениями проектной организации. Объектами проектирования в САПР являются изделия, технологические процессы и организационно-технические системы.

САПР повышают технико-экономический уровень проектируемых объектов, сокращают сроки, уменьшают стоимость и трудоемкость проектирования.

Контрольные вопросы

1. Сформулировать основную цель изучения раздела прикладной механики «Детали машин».

2. Что изучается в теории механизмов и машин и в деталях машин?

3. Что называется машиной и механизмом?

4. Дать классификацию машин.

5. Сформулировать основные требования, предъявляемые к машинам и механизмам. Применительно к артиллерийскому вооружению

6. Что такое работоспособность и надежность машины?

7. Назвать основные критерии работоспособности деталей машин.

8. Что такое прочность и жесткость элементов конструкций?

9. Что такое износостойкость и теплостойкость деталей машин?

10.Назвать и пояснить виды изделий, установленные ГОСТом. Привести примеры из артиллерийской техники.

11.Перечислить стадии разработки конструкторской документации, установленные ГОСТом.

2. МЕХАНИЗМЫ

2.1. Назначение, классификация и применение механизмов

Механические механизмы предназначены для преобразования движения одного или нескольких твердых тел в требуемые движения других твердых тел. В машинах они выполняют передаточные, управляющие и рабочие функции. В элементном составе механизма выделяют: звенья, кинематические пары (КП), кинематические цепи (КЦ).

З в е н о м называют твердое тело, входящее в состав механизма. Звено может представлять одну деталь или совокупность нескольких жестко соединенных деталей, совершающих одно движение. Звено, принимаемое за неподвижное, называется с т о й к о й.

Например, механизм двигателя внутреннего сгорания включает одно неподвижное звено – картер и три подвижных – коленчатый вал (кривошип), шатун и поршень. Шатун и поршень состоят из нескольких деталей. Звено, которому сообщается движение, преобразуемое механизмом в требуемые движения других звеньев, называется входным (ведущим). Звено, совершающее движение, для выполнения которого предназначен механизм, называется выходным (ведомым). Остальные подвижные звенья называются соединительными или промежуточными.

Звенья соединяются между собой подвижно. Два звена, подвижно соединенные между собой, называют к и н е м а т и ч е с к о й п а р о й.

Для плавного движения необходимо постоянное соприкосновение звеньев.

Соприкосновение двух звеньев может быть по поверхности, линии или в точке.

Кинематические пары ограничивают относительное движение звеньев. Эти ограничения называют условиями связи.

Звенья различают по конструкции и виду движения. Основные типы звеньев приведены в таблице 2.1. Каждое звено в зависимости от конструкции может иметь собственное название и специальное назначение (зубчатое колесо, вал, шкив, пружина и т.д.).

Систему звеньев, связанных между собой кинематическими парами, называют к и н е м а т и ч е с к о й ц е п ь ю. Механизмы могут быть плоскими и пространственными (роботы, манипуляторы и др.).

Исходя из кинематических, конструктивных и функциональных свойств механизмы подразделяют на рычажные, кулачковые, с зацеплением (зубчатые, винтовые, червячные, планетарные, волновые), фрикционные и с гибкими звеньями (ременные, цепные и др.).

Все виды механизмов широко применяются в артиллерийской технике. Например: рычажные механизмы затвора арторудия (запирающий, ударный, спусковой, выбрасывающий); грузоподъемных машин; поворотные и подъемные механизмы арторудий с передачами зацепления и т.д.

Рычажными называются механизмы, звенья которого образуют только вращательные, поступательные, цилиндрические и сферические пары. Их применяют для обеспечения требуемого движения рабочего органа машины, прибора, аппарата. Основные достоинства рычажных механизмов: способность передавать большие силы, разнообразие движений выходного звена, надежность, низкая стоимость и др. Наиболее распространенными в военной технике являются плоские четырехзвенные механизмы.

Таблица 2.1.

№ п/п	Наименование	Эскиз, обозначение	Движение	Особенности
	Стойка		Отсутствует
	Кривошип		Вращательное	Полный оборот
	Коромысло		Колебательное	Неполный оборот, возвратное движение
	Шатун		Плоскопараллельное	Нет пар, связанных со стойкой
	Ползун		Поступательное	Возвратное движение
	Кулиса	а) б) в)	Колебательное, вращательное.     Плоскопараллельное.   Поступательное.	Направляющая для ползуна. Возвратное движение

Продолжение таблицы 2.1

	Кулачок	а)   б)   в)	Вращательное.   Плоскопараллельное.   Поступательное.	Профиль определяет движение ведомого звена.   Возвратное движение.
	Зубчатое колесо		Вращательное.	Зубчатый контур

Кривошипно-ползунный механизм (рис.2.1).

Рис. 2.1

Звено 1, совершающее полнооборотное вращательное движение, называют кривошипом. Звено 2, совершающее сложное движение (поступательное вместе с полюсом А и вращательное вокруг полюса А), называют шатуном. Звено 3, совершающее возвратно-поступательное движение, называют ползуном. Звено 4, которое при движении звеньев механизма остается неподвижным называется стойкой.

Кривошипно-ползунный механизм служит для преобразования вращательного движения кривошипа в прямолинейно-возвратное движение ползуна или наоборот и находит наибольшее применение. Он является основным механизмом в поршневых машинах (двигатели внутреннего сгорания, компрессоры, насосы, прессы и т.д.).

Шарнирный четырехзвенный механизм (рис.2.2).

Рис. 2.2

Звено 3 механизма, совершающее неполнооборотное вращательное движение, называют коромыслом.

Этот механизм может быть: кривошипно-коромысловым, двухкривошипным и двухкоромысловым. Если длина противолежащих звеньев одинаковая, то двухкривошипный механизм становится шарнирным параллелограммом.

Механизм широко применяется в прессах, качающихся контейнерах, муфтах сцепления, тепловозах, кранах, приборах и т.д.

Кулисный механизм (рис.2.3).

Рис. 2.3

Кулисой называют звено 3 с пазом, по которому перемещается ползун (кулисный камень) 2. Кулиса может быть качающейся, вращающейся, движущейся поступательно. Кулисные механизмы служат для преобразования вращательного движения кривошипа 1 в соответствующее движение кулисы. Кулисные механизмы применяются для досылания боеприпасов, в кранах, поршневых насосах и компрессорах, гидроприводах, счетных машинах, приборах и т.д.

Кулачковый механизм (рис.2.4).

Рис. 2.4

Кулачковый механизм, изображенный на рис.2.4, образуется звеном 1 (кулачком), звеном 2 (толкателем) и звеном 3 (стойкой). Форма кулачка определяет закон движения толкателя. Широко применяется в стрелковом и артиллерийском вооружении, станках, приборах в качестве управляющего устройства, в машинах-автоматах, в счетно-решающих устройствах, в механизмах газораспределения ДВС и т.п.

Храповый механизм (рис.2.5).

Рис. 2.5

Этот механизм состоит из звена 1, которое совершает возвратно-вращательное движение и является коромыслом, звена 2 (собачки), звена 3 (храпового колеса) и звена 4 (стойки). Храповые механизмы применяются в кранах и приборах в качестве управляющих устройств.

2.2. Структурный анализ механизмов

Структурный анализ механизмов проводится с целью установления его устройства и выявления системы связей между звеньями, кинематическими парами и цепями.

Задачами структурного анализа являются:

замена реального механизма его структурной схемой (моделью) и общий анализ;

определение количества звеньев и их характеристика;

определение количества кинематических пар и их классификация;

классификация кинематических цепей и определение подвижности (числа степеней свободы) механизма;

анализ принципа построения механизма.

Исходными данными для анализа являются: тип механизма, его назначение, входное звено и вид его движения.

Общие положения структурного анализа рассмотрим на примере шарнирного четырехзвенного механизма

2.2.1. Структурная схема и общий анализ механизма (рис.2.2.)

Структурная схема механизма представляет собой его графическое изображение, выполненное не строго в масштабе. На этой схеме указываются звенья механизма, которые нумеруются арабскими цифрами (1, 2, 3, 4), начиная с входного звена; связующие точки КП (центры их вращения), обозначаемые заглавными латинскими буквами (О, А, В, С),входное звено и направление его движения. Неподвижное звено (стойка) обозначается подштриховкой. Данный механизм плоский, шарнирный представляет замкнутую не свободную систему. Входное звено 1 – кривошип вращается по часовой стрелке. Механизм может быть использован в насосе заправщиков горючим.

2.2.2. Определение количества звеньев и их характеристика

Данный механизм (рис.2.2) включает четыре звена. Звено 1 – кривошип; звено 2 – шатун; звено 3 – коромысло; звено 4 – стойка. Характеристика этих звеньев приведена в 2.1 и в таблице 2.1. Число подвижных звеньев n=3. Если (ℓ_OA + ℓ_AB) < (ℓ_BC +ℓ_OC), то механизм кривошипно-коромысловый, если

(ℓ_OA + ℓ_AB) = (ℓ_BC +ℓ_OC) – двухкривошипный.

2.2.3. Определение количества кинематических пар

и их характеристика по классификации

По виду относительного движения звеньев кинематические пары могут быть поступательными и вращательными.

По виду соприкасающих звеньев кинематические пары подразделяются на цилиндрические, сферические, шар на плоскости, цилиндр на плоскости, винтовые и др. Условное изображение и классификация этих пар представлены в таблице 2.2.

По числу степеней свободы относительного перемещения звеньев кинематические пары разделяют на одно-пятиподвижные.

Таблица 2.2

Классификация кинематических пар

Наименование кинематической пары	Условное изображение	Подвиж- ность пары	Класс пары	Геометрический признак пары
Поступательная		Однопод- вижная	Пятый	Низшая
Вращательная		Однопод- вижная	Пятый	Низшая
Цилиндрическая		Двухпод- вижная	Четвертый	Низшая
Сферическая		Трехпод- вижная	Третий	Низшая
Цилиндр на плоскости		Четырех- подвижная	Второй	Высшая

Продолжение таблицы 2
Шар на плоскости		Пятипод- вижная	Первый	Высшая

По числу S связей, налагаемых на относительное перемещение звеньев, кинематические пары относят к первому-пятому классам.

По характеру соприкосновения звеньев кинематические пары делят на низшие и высшие. Низшей называется пара, у которой звенья соприкасаются по поверхности: высшей – соприкосновение звеньев по линии или в точке. К низшим относятся кинематические пары вращательные, цилиндрические, сферические, плоскостные, винтовые. К высшим – шар на плоскости, цилиндр на плоскости, кулачок-толкатель, зубчатое зацепление двух колес и др. Низшие КП способны воспринимать и передавать значительные нагрузки; высшие – способны воспроизводить достаточно сложные относительные движения звеньев. Классификация кинематических пар приведена в таблице 2.2.

В нашем примере кинематические пары, образуемые звеньями:

4-1 КП "С" – вращательная, одноподвижная, низшая;

1-2 КП "А" – вращательная, одноподвижная, низшая;

2-3 КП "В" – вращательная, одноподвижная, низшая;

3-4 КП "С" – вращательная, одноподвижная низшая.

Всего кинематических пар четыре. Все одноподвижные, т.е. р₁ = 4. Двухподвижных пар нет р₂ = 0.

2.2.4. Классификация кинематических цепей и определение

подвижности (числа степеней свободы) механизма

Кинематические цепи разделяют на простые и сложные, замкнутые и не замкнутые, плоские и пространственные. Простой называют кинематическую цепь (рис.2.6 а,б), каждое звено которой входит в состав не более чем двух кинематических пар, сложной – включающую звенья, которые входят в состав трех и более кинематических пар (рис.2.6 в,г).

Рис. 2.6

Замкнутой (рис.2.6 б,в) называется кинематическая цепь, звенья которой образуют один или несколько замкнутых контуров, не замкнутой (открытой) – звенья которой не образуют замкнутых контуров (рис.2.6. а,г).

Замкнутые кинематические цепи применяются в механизмах рабочих машин, не замкнутые – в цепях манипуляторов и роботов.

К плоским относятся цепи, точки звеньев которых совершают движения в одной или в параллельных плоскостях; к пространственным – цепи, перемещение точек звеньев которых описывается в пространственной системе координат (роботы, манипуляторы). В машинах и приборах широкое применение находят замкнутые плоские кинематические цепи. Каждый механизм представляет некоторую замкнутую КЦ с одним неподвижным звеном. Например, если в КЦ (рис. 2.6,б) неподвижным сделать звено 4, то получится четырехзвенный шарнирный механизм (рис. 2.6, д).

Количественной мерой кинематической подвижности механизма является его число степеней свободы. В механизмах наиболее широко используют плоские кинематические цепи, которые и будут рассмотрены ниже.

При плоском (плоскопараллельном) движении каждое тело может иметь не более трех степеней свободы. Ограничения, которые уменьшают указанное количество степеней свободы, будем называть плоскими связями. Таким образом, в плоских КП могут налагаться одна или две плоские связи. При этом число степеней свободы плоского механизма можно рассчитать по формуле

W = 3n - 2p₁ – p₂, (2.1)

где n – число подвижных звеньев механизма;

p₁ – число одноподвижных кинематических пар;

p₂ – число двухподвижных кинематических пар.

Число степеней свободы W показывает количество звеньев механизма, которым нужно задать закон движения, чтобы остальные звенья совершали вполне определенные движения. Формула (2.1) является структурной формулой механизма (формула П.Л.Чебышева).

Определив число степеней свободы, мы тем самым определяем число обобщенных координат для определения положения механизма, а также число функций, характеризующих закон его движения.

Механизм, представленный на рис.2.2, имеет три подвижных звена (n = 3), четыре одноподвижные кинематические пары вращения (p₁ = 4) и не имеет двухподвижных (p₂ = 0). Число его степеней свободы равно единице (W = 3 · 3 – 2 · 4 = 1). Положение механизма определяется обобщенной координатой φ (углом поворота кривошипа). Закон движения механизма выражается функцией φ (t).

При анализе механизма с помощью структурной формулы (2.1) надо иметь в виду, что в число подвижных звеньев не включаются пассивные звенья, а в число связей не включаются избыточные связи механизма.

К пассивным относят звенья, удаление или прибавление которых, не изменяет характера движения механизма. Необходимость постановки в механизмах пассивных звеньев обусловливается стремлением придать механизму требуемую жесткость или распределить нагрузку на несколько элементов.

2.2.5. Анализ принципа построения механизма

При решении инженерных задач анализа и синтеза механизмов возникает необходимость разделять их по уровню структурной сложности и соответственно выбирать методы исследования и построения.

Принцип членения плоских механизмов на типовые части (группы звеньев), различающиеся своей структурной сложностью, предложен профессором Ассуром Л.В. (1876-1920) и развит применительно к пространственным механизмам академиком Артоболевским И.И.

Сущность принципа заключается в следующем. Любой механизм можно расчленить на группу звеньев, подвижность которой совпадает с подвижностью всего механизма (число степеней свободы этой группы равно числу степеней свободы всего механизма), и группы звеньев с нулевой подвижностью (W_ί = 0), различающихся по сложности.

Структурная формула механизма, отражающая указанный принцип, принимает вид

W = W + ∑ (W _ί = 0). (2.2)

Кинематическую группу звеньев, подвижность которой совпадает с подвижностью всего механизма, называют группой начальных звеньев.

Начальные звенья по схеме обозначаются стрелками в направлении движения.

Кинематические группы звеньев нулевой подвижности называют группами Ассура.

Таким образом, любой механизм может быть представлен в виде группы начальных звеньев и групп Ассура.

В группу начальных звеньев входят стойка и одно или несколько подвижных звеньев, задающих движение механизма. На рис.2.7 представлены механизмы с одним (а) и двумя (б) подвижными начальными звеньями, имеющими, соответственно, одну и две степени свободы.

Рис. 2.7

Группы Ассура, будучи присоединенными к стойке, образуют кинематическую цепь нулевой подвижности, а будучи в таком же порядке присоединенными к другим кинематическим цепям, не изменяют их количества свобод движения. На рис. 2.8 представлены типовые группы Ассура (а, б); которые, будучи присоединенными к стойке, образуют кинематические цепи нулевой подвижности.

Звенья ОА (рис. 2.7,а), АВ, ВС (рис.2.8, а), АВ, DE, CF (рис. 2.8,б) со свободными элементами называют поводками, жесткое звено BCD (рис.2.8,б) называют центральным. Группу Ассура (рис. 2.8,а) называют двухповодковой или диадой; группу (рис.2.8,б) – трехповодковой или триадой.

Рис.2.8

По числу поводков группы Ассура разделяют на группы 2-3-го и т.д. порядка.

Как группы, так и механизмы, в которые входят эти группы, разделяют на порядки. Механизму при этом присваивается порядок группы старшего порядка. Так, механизм, изображенный на рис.2.2, относится к механизмам второго порядка.

Класс группы определяется числом звеньев, в нее входящих. Например, диада – группа 1-го класса, 2-го порядка; триада – группа 2-го класса, 3-го порядка. В состав этих групп, соответственно, входят два и четыре звена. Число звеньев группы Ассура должно быть четным.

Таким образом, шарнирный четырехзвенный механизм (рис.2.2) образован путем присоединения к группе начальных звеньев (рис.2.7, а) с

W = 3n – 2p₁ = 3 ·1 – 2 ·1 = 1,

группы Ассура (рис.2.8, а) с W = 3 ·2 – 2 ·3 = 0.

2.3. Кинематический анализ механизмов

2.3.1. Задачи кинематического анализа

Зная структурно-кинематическую схему, закон движения или кинематические параметры входных звеньев механизма, необходимо определить кинематические характеристики любого звена механизма и кинематические характеристики точек звеньев механизма.

К кинематическим характеристикам механизма относятся: параметры положения φ (t), х (t), y (t); угловые скорости ω и ускорения ε звеньев; линейные скорости υ и ускорения а характерных точек звеньев и их траектории движения.

Знание положений звеньев и траекторий, их наиболее характерных точек дает возможность анализировать действие механизма, устанавливать соответствие траектории 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 векторы сил инерции, а следовательно и действительные нагрузки, приложенные к деталям механизмов, по которым можно проверить прочность деталей эксплуатируемых машин и рассчитать размеры проектируемых машин, гарантирующих их прочность. По известным силам и перемещениям звеньев определяют КПД машин и мощность, необходимую для их источников энергии.

Решение задачи кинематики механизмов получают в виде передаточных функций, т.е. функций, преобразующих значения входных параметров (например φ₁, ω_1, ε₁) в значения параметров n-го звена (φ_n, ω_n , ε_n). Различают передаточные функции положений механизма, скоростей и ускорений. Кинематический анализ может осуществляться аналитическим, графическим или графоаналитическим методами, а также экспериментально на образцах, макетах или моделях механизмов.

Кинематический анализ механизмов производится после структурного. Исходными данными для анализа являются: размеры звеньев ℓ_ί, входное звено, его начальное положение φ₁, закон и направление движения; структурно-кинематическая схема механизма – это его графическое изображение, выполненное в масштабе при заданном положении входного звена.

2.3.2. Аналитический метод кинематического анализа механизмов

Решение задачи кинематического анализа аналитическим методом рассмотрим на примере кулисного механизма.

На рис.2.9. представлена структурно-кинематическая схема кулисного механизма, состоящего из кривошипа 1, кулисного камня 2, кулисы 3 и стойки 4.

Рис. 2.9

Кривошип вращается относительно стойки, кулисный камень (ползун) движется поступательно, а его точка А – по окружности; кулиса с направляющей (стойкой) образуют поступательную пару.

Из структурного анализа следует, что механизм имеет одну степень свободы: W = 3n – 2p₁ = 3·3 – 2·4 = 1. Входное звено - 1 (кривошип), выходное звено механизма - кулиса (звено 3). Положение входного звена определяется обобщенной координатой φ₁, закон движения – функцией φ₁(t), положение выходного звена определяется координатой х₃, закон движения – функцией х₃(t).

Будем полагать, что заданы параметры входного звена 1:

φ₁, ω₁, ε₁.

Из рисунка видно, что передаточная функция положения выходного звена 3 (кулисы) есть

х₃= ℓ₁ sin φ₁ (2.3)

Передаточную функцию скорости звена 3 найдем как производную по времени сложной функции х₃:

(2.4)

Отсюда

υ₃ = ℓ₁ ω₁ cos φ₁. (2.5)

Передаточную функцию ускорения звена 3 найдем как производную по времени сложной функции υ₃ (2.5):

.

Отсюда, принимая ω₁ = const, будем иметь:

а₃ = - ℓ₁ ω₁² sin φ_1. (2.6)

Анализ передаточных функций показывает:

1) закон движения выходного звена (кулисы) является периодическим, синусоидальным, поэтому этот механизм называют синусным;

2) максимальные габариты механизма определяются: по вертикали величиной 2ℓ₁, по горизонтали – величиной 2х_{3 max} = 2ℓ₁;

3) выходное звено (кулиса) имеет максимальную скорость при прохождении точки 0, в этом положении его кинетическая энергия максимальная;

4) из анализа уравнения (2.6) следует, что выходное звено приобретает максимальное ускорение в крайне правом и крайне левом положении. В этих положениях кулисы действуют максимальные силы инерции.

Решения задач кинематического анализа аналитическим методом обладают, прежде всего, общностью. Роль аналитических методов особенно возрастает в связи с широким применением ЭВМ при анализе и синтезе механизмов. Однако, следует иметь в виду, что получение в аналитическом виде передаточных функций во многих случаях связано с определенными трудностями. Поэтому при решении задач анализа и синтеза механизмов широко используются также графические методы.

2.3.3. Графический метод кинематического анализа механизмов

Основой графического метода кинематического анализа является построение в определенном масштабе планов механизма и планов скоростей и ускорений его звеньев.

План механизма. Планом механизма называют изображение его структурно-кинематической схемы в выбранном масштабе, соответствующее определенному положению входного (начального) звена. Ряд последовательных планов, соответствующих полному циклу его движения, позволяет наглядно проследить движения механизма и определить траектории движения характерных точек. Масштаб плана механизма определяет размеры отрезков, изображающих длину звеньев, и координаты их точек, он обозначается

.

Если обозначить длину отрезка "0" на плане ВС, а числовое значение длины соответствующего звена механизма ℓ_ВС, то

.

Построение плана рассмотрим на примере кулисного механизма (рис.2.10).

Механизм имеет одну степень свободы, положение его входного звена (кривошипа 1) определяется обобщенной координатой φ₁.

Рис. 2.10

При построении плана механизма полный оборот кривошипа разделяют на ряд равных между собой шагов (на рис.2.10 – восемь шагов).

Точка А, связующая между звеньями 1 и 2, описывает окружность и последовательно занимает положения 1,2, …, 8.

Положение звеньев 2 и 3 определяется точками А, В, С.

Точки нумеруют в той же последовательности.

На плане механизма можно построить траекторию, описываемую любой точкой того или иного звена. Траектория движения точки А – окружность, звеньев 2 и 3 – прямая линия.

План скоростей и ускорений. Планом скоростей (ускорений) механизма называют чертеж, на котором в масштабе изображены в виде отрезков векторы, равные по модулю и направлению скоростям (ускорениям) характерных точек звеньев в данном положении механизма (в данный момент).

Звенья плоских механизмов могут совершать поступательное, вращательное, плоскопараллельное и сложное движение. Скорости и ускорения их точек определяются по формулам теоретической механики.

Для кулисного механизма (2.11, а) планы скоростей и ускорений строят следующим образом.

Поиск по сайту: