Шпаргалка по "Гидромеханике"

ЭКЗАМЕНАЦИОННЫЙ БИЛЕТ № 8

1. Избыточные связи и лишние степени свободы.

Избыточные связи в механизмах — явление нежелательное, т. к. при этом возникает статическая неопределимость системы, а также возрастают требования к точности изготовления деталей, что необходимо для осуществления сборки механизма без деформации звеньев.

 Однако в целом ряде случаев приходится сознательно проектировать и изготавливать механизмы с избыточными связями для обеспечения нужной прочности и жесткости системы. Например, в шарнирном четырехзвеннике (рис. 1.6) звено 4, присоединенное к механизму кинематическими парами Е и F, обусловливает избыточную связь. Степень подвижности механизма (см. рис. 1.6, а)

W = 3n —2Р5 —P4 = 3·4 — 2·6 = 0.

В   действительности   степень   подвижности   будет   равна   (см. рис. 1.6, б)

W = 3n —2P5 = 3·3 —2·4=1.

Поэтому, прежде чем определить степень подвижности механизма следует убрать избыточные связи. Относительное движение при этом не изменится.

[pic 1][pic 2]

Рис.   1.6  Схема  механизма:  а — с избыточными   связями;   б — без   избыточных  связей

На рис 1.7 представлен пример 2х схем кулачкового механизма. Схема а изображает механизм без лишних степеней свободы

W = Зn— 2P5 – P4=3·2-2·2-1=1

[pic 3]                   [pic 4]

Рис. 1.7. Схема механизма: а—без лишних степеней свободы; б — с лишней степенью  свободы

Схема  б изображает тот же механизм, но на конце толкате-2  установлен  ролик -5,  который  не влияет  на  относительное движение звеньев  и служит лишь для уменьшения трения.  Степень подвижности такого механизма

W = Зn— 2Р5 — Р4 = 33 — 23— 1 =2.

Ведущее звено в механизме – однои (кулачок 1), значит, степень подвижности должна быть равна 1. Поэтому, прежде чем определить степень подвижности, необходимо убрать лишнюю степень свободы, т.е. ролик и вращательную пару, соединяющую ее с толкателем. Тогда степень подвижности механизма W=1

2.Балансировка звеньев.

Балансировке подвергаются готовые звенья, у которых вследствие неоднородности материала или отклонения от размеров, заданных на чертеже,  появляются неуравновешенные массы.

        Различают два вида балансировки: статическую и динамическую. Статическая балансировка производится на плоских звеньях типа шкивов, маховиков, т. е. на деталях малой толщины, у которых массы располагаются практически в одной плоскости. Динамическая балансировка осуществляется на специальных балансировочных станках, которые автоматически фиксируют неуравновешенность звена. Эти станки обычно снабжены сверлильно-фрезерной головкой, при помощи которой удаляется часть материала для балансировки звена.

        Один из способов статической балансировки показан на рис. 3. Звено 1 надевается на ось 2, установленную на призмы 3. В состоянии покоя звено займет такое положение, что его масса будет почти на вертикальной оси звена (небольшое отклонение от вертикальной оси обусловлено трением о призмы). Неуравновешенная масса m находится на расстоянии l от оси вращения. Поместим на звено груз G. При каком-то значении груза масса m займет положение 1 (см. рис. 3).

[pic 5]

Рис. З. Схема статической балансировки плоского звена

Условие равновесия запишем в виде                                

                                                          (9)[pic 6]

где g — ускорение свободного падения; r— радиус шкива.

Зная величину груза G,  можно  подобрать массу m,  которую следует поместить на расстоянии  l от центра вращения.

                                                        (10)[pic 7]

Практически при статической балансировке дополнительную массу создают навинчиванием гайки, или наваривая кусочек металла, или высверливая с противоположной стороны избыточную массу металла.