Лекции по "Прикладная механика"

2) Рассчитать степень  подвижности механизма    и проанализировать полученный результат; при наличии местных подвижностей и (или) пассивных связей избавиться от них, и повторить расчет   – в результате должна получиться фактическая степень подвижности механизма.

3) Произвести замену всех  высших кинематических пар фиктивными  звеньями и низшими парами (замену  следует производить непосредственно  на кинематической схеме механизма,  используя контактные нормали  и центры кривизны профилей); подтвердить  расчетом величину  – она должна остаться прежней.

Если кинематическая схема  сложна для анализа, можно для  облегчения изобразить структурную  схему по описанным ранее правилам (при этом нумерация звеньев обязательно  должны быть сохранена).

4) Выбрать начальные звенья  механизма (если они не были  заданы условием задачи): если  после структурного исследования  механизма будет выполняться  его кинематический расчет, то  начальные звенья совпадают с  входными, т.е. с теми, которым  заданы законы движения; при последующем  силовом анализе механизма за  начальные звенья принимают те, к которым приложены неизвестные  внешние силы или вращающие  моменты.

Написать формулу строения механизма по типу (4); каждому варианту выбора начальных звеньев соответствует  единственный вариант этой формулы.

Вопросы для самопроверки

 

- Перечислите признаки  по которым классифицируются  кинематические пары?

- Что называется моделью  машины или механизма? Перечислите  виды моделей механизмов?

- Что называют структурным  анализом и структурным синтезом?

- Какие связи в механизме  называются избыточными?

- Какие подвижности в  механизме называются местными  или локальными?

- Дайте определение понятия  "подвижность механизма"?

- Напишите формулы для  подсчета подвижности механизма  для плоскости и для пространства?

- Напишите формулу для  подсчета избыточных связей в  механизме?

- Укажите элементы из  которых состоит механизм в  структурной классификации Ассура?

- Какие задачи решаются  при структурном анализе механизма  по Ассуру?

- Как определяется класс  и порядок механизма по Ассуру  и по Артоболевскому?

- Дайте определения понятиям: механизм; звено; кинематическая  пара; кинематическая цепь; кинематическое  соединение.

- Определите понятие «обобщенная  координата механизма».

- Что такое «степень  подвижности механизма»? В каких  случаях возникают местные подвижности  и пассивные связи? Как влияет  на степень подвижности механизма  наличие в его схеме кратных  шарниров?

- Опишите цели замены  высших кинематических пар низшими  и порядок такой замены.

- Что представляют собой  структурная группа и начальный  механизм?

- По каким признакам  устанавливают класс и порядок  структурной группы?

- Какие звенья выбирают  в качестве начальных при кинематическом  анализе механизма? То же –  при силовом анализе?

- Опишите последовательность  структурного анализа плоского  механизма.

- Что такое звено механизма?

Ответ: твердое тело, состоящее  из одной или нескольких деталей.

- Что такое анализ механизма?

Ответ: исследование структурных, кинематических или динамических свойств  механизма.

- Из чего состоит механизм?

Ответ: из отдельных звеньев.

- Как называется каждая  подвижная деталь или группа  деталей, образующих одну жесткую  систему тел в механизме?

Ответ: неподвижное звено (стойка).

- Сколько неподвижных  звеньев в механизме?

Ответ: 1.

- Чем отличается механизм  от кинематической цепи?

Ответ: наличием стойки.

- Как называется соединение  двух соприкасающихся звеньев,  допускающее их относительное  движение?

Ответ: кинематическая пара.

- Как называется система  звеньев, связанная между собой  кинематическими парами?

Ответ: кинематическая цепь.

- Чему равен максимальный  класс кинематической пары?

Ответ: 5.

- Чему равно число условий  связи, если число степеней  свободы звеньев кинематической  пары равно 5?

Ответ: S=6-H=6-5=1.

- Чему равно число условий  связи, если число степеней  свободы звеньев кинематической  пары равно 4?

Ответ: S=2.

- Чему равно число условий  связи, если число степеней  свободы звеньев кинематической  пары равно 3?

Ответ: S=3.

- Чему равно число условий  связи, если число степеней  свободы звеньев кинематической  пары равно 1?

Ответ: S=5.

- Назовите максимальное число условий связи?

Ответ: S=5.

- Назовите максимальное  число степеней свободы звена  кинематической пары в относительном  движении?

Ответ: H=5.

- Чему равно число степеней  свободы, если число условий  связи равно 1?

Ответ: H=5, так как H=6-S.

- Чему равно число степеней  свободы, если число условий  связи равно 2?

Ответ: H=4.

- Чему равно число степеней  свободы, если число условий  связи равно 4?

Ответ: H=2.

- Чему равно число степеней  свободы, если число условий  связи равно 5?

Ответ: H=1.

- Как называется кинематическая  пара, если ее звенья соприкасаются  по поверхности?

Ответ: низшая кинематическая пара.

- Как называется кинематическая  пара, если ее звенья соприкасаются  по линии или в точке?

Ответ: высшая кинематическая пара.

- Напишите формулу Чебышева  П.Л.

Ответ: W=3n-2p5-p4

- Как называется кинематическая  цепь, степень свободы которой  равна нулю?

Ответ: ферма.

- Как влияют лишние  степени свободы на закон движения  ведомого звена и однозначность  его перемещения?

Ответ: никак.

- Напишите название кинематической  пары, которая представляет собой  шар, перекатывающийся со скольжением  по плоскости?

Ответ: шар-плоскость.

- Напишите класс кинематической  пары, которая представляет собой  шар, перекатывающийся со скольжением  по плоскости?

Ответ: 1 класс.

- Как называется кинематическая  пара, представляющая собой цилиндр,  лежащий на плоскости?

Ответ: высшая кинематическая пара 2-го класса.

- Напишите формулу Сомова-Малышева.

Ответ: W=6n-5p5-4p4-3p3-2p2-p1.

- Начертите условное изображение  пары шар-плоскость.

- Начертите условное изображение  пары сферическая (шаровая).

- Начертите условное изображение  пары: плоскостная.

- Начертите условное изображение  пары: цилиндрическая.

- Начертите условное изображение  пары: сферическая с пальцем.

- Начертите условное изображение  пары: поступательная.

- Начертите условное изображение  пары: вращательная.

- Начертите условное изображение  пары: винтовая.

- Как классифицируют кинематические  пары?

Ответ: по числу S (условий  связи).

- Название пары, допускающей  относительное вращательное движение  звеньев вокруг оси.

Ответ: вращательная пара.

- Название пары, допускающей  лишь прямолинейное поступательное  относительное движение звеньев.

Ответ: поступательная пара.

- Название пары, допускающей  независимое вращательное и поступательное  относительные движения звеньев.

Ответ: цилиндрическая пара.

- Название пары, допускающей  три независимых относительных  вращения звеньев, вокруг осей x, y, z.

Ответ: сферическая пара.

- Как называется механизм, все подвижные звенья которого  движутся в параллельных плоскостях?

Ответ: плоский механизм.

- Как называется механизм, подвижные звенья которого описывают  траектории, лежащие в пересекающихся  плоскостях?

Ответ: пространственный механизм.

- Что произойдет, если S=6?

Ответ: кинематическая пара становится жестким соединением  деталей, т.е. одним звеном.

- Что произойдет, если S=0?

Ответ: пары не существует, а  имеются два тела, движущихся независимо друг от друга.

- Что представляет собой  механизм 1-го класса?

Ответ: это механизм, состоящий  из подвижного звена и стойки.

- Чему равно число механизмов 1-го класса в механизме?

Ответ: число механизмов 1-го класса равно числу степеней свободы механизма.

- Как называется звено,  совершающее полный оборот вокруг  неподвижной оси?

Ответ: кривошип.

- Как называется подвижное  звено (вращающееся, качающееся  или движущееся возвратно-поступательно), которое является направляющей  ползуна.

Ответ: кулиса.

- Что такое группа Асура?

Ответ: это кинематическая цепь с нулевой степенью подвижности, которая не распадается на более  простые кинематические цепи, также  обладающие нулевой степенью подвижности.

- Какое число звеньев  должно быть в группе Асура?

Ответ: четное (2 или 4).

- На что подразделяются  группы Асура?

Ответ: на классы, порядки  и виды.

- Чем определяется порядок  групп Асура?

Ответ: числом элементов, которыми она присоединяется.

- В каком году Ассур  сформулировал принцип образования  плоских механизмов?

Ответ: в 1914 г.

- Для каких механизмов  подходит формула Чебышева для  подсчета степени подвижности?

Ответ: для плоских.

- Что можно определить  при помощи следующей формулы  W=3n-2p5-p4?  

Ответ: степень подвижности  плоского механизма.

 

- В каких механизмах  все звенья перемещаются в  одной или параллельных плоскостях?

Ответ: в плоских.

- В каких механизмах  звенья перемещаются в пересекающихся  плоскостях?

Ответ: в пространственных.

- Что в формуле Чебышева  обозначается как p4?     

Ответ: число кинематических пар 4-го класса.

- Что в формуле Чебышева  обозначается как p5?     

Ответ: число кинематических пар 5-го класса.

- Что определяет формула  Сомова-Малышева?

Ответ: степень подвижности  пространственного механизма.

- Как определить число  кинематических пар в сложном  шарнире?

Ответ: подсчитать число  соединяемых звеньев (подвижных  и неподвижных) и вычесть единицу.

- Что такое машина?

Ответ: устройство для преобразования энергии, информации и материала.

- Что такое механизм?

Ответ: система звеньев, которая  предназначена для преобразования одного движения в другое.

- Какое звено называется  шатун?

Ответ: звено, совершающее  сложное плоскопараллельное движение.

- Какое звено называется  ползун?

Ответ: звено, совершающее  поступательное прямолинейное движение.

- Какое звено называется  коромысло?

Ответ: звено, которое совершает  неполный оборот вокруг оси, связанной  со стойкой.

- Чем отличается звено  механизма от детали механизма?

Ответ: звено механизма  состоит из одной или нескольких деталей.

- Что такое кинематическая  цепь?

Ответ: система звеньев, связанных  между собой кинематическими  парами.

- Что такое кинематическая  пара?

Ответ: подвижное соединение двух соприкасающихся звеньев.

- Сколько классов кинематических  пар вы знаете?

Ответ: 5 классов.

- Напишите алгоритм определения  класса кинематической пары.

Ответ: подсчитать число  простейших движений, которыми обладает звено кинематической пары в относительном  движении; вычесть полученное число  из шести, получив при этом число  связей, налагаемых данной кинематической парой на относительное движение ее звеньев, и этим определим класс  пары.