Задачи ТММ. Понятие термина «машина». Классификация машин.

Задачи ТММ. Понятие термина «машина». Классификация машин.

ТММ–наука, изучающая общие методы структурного, кинематического и динамического анализа и синтеза механизмов. Проблемы теории механизмов могут быть разбиты на две группы. Первая группа проблем посвящена исследованию структурных, кинематических и динамических свойств механизмов, т.е. анализу механизмов.

Вторая группа проблем посвящена проектированию механизмов с заданными структурными, кинематическими и динамическими свойствами для осуществления требуемых движений, т.е. синтезу механизмов.

Машина–устройство, выполняющее механические движения с целью облегчения или замены труда человека.

Машины:

Энергетические

Информационные

Технологические

Кибернетические

Транспортные

 

Понятие термина «механизм». Основные виды механизмов.

Механизм–система твердых тел, предназначенных для преобразования движения твердых тел в требуемые движения других твердых тел.

Механизмы:

-с низшим парами(рычажные, винтовые)

-с высшими парами(кулачковые, зубчатые, фрикционные, крестовидные)

Другая классификация:

-механизмы двигателей(преобразование энергии в механическую работу) и преобразователей(преобразование механической работы в другие виды энергии)

-передаточные механизмы(передача движения от двигателя к исполнительным механизмам)

-исполнительные механизмы(воздействуют на обрабатываемый объект)

-механизмы управления, контроля и регулирования(контроль размеров обрабатываемых объектов)

-механизмы передачи, транспортировки, питания и сортировки

-механизмы автоматического счета, взвешивания и упаковки готовой продукции

 

 

Звенья механизма. Кинематические пары. Классификация кинематических пар.

Звено–твердое тело, входящее в состав механизма.

Стойка–неподвижное звено.

Входное звено–звено, которому сообщается движение, преобразуемое в требуемое движение

Выходное звено–звено, совершающее требуемое движение.

Остальные подвижные звенья механизма называются промежуточными.

Ведущее звено–звено, для которого сумма элементарных работ всех внешних сил, приложенных к нему, является положительной

Ведомое звено– звено, для которого сумма элементарных работ всех внешних сил, приложенных к нему является отрицательной.

Подвижное соединение двух соприкасающихся звеньев – кинематическая пара.

Все кинематические пары делятся на классы в зависимости от числа условий связи, налагаемых ими на относительное движение звеньев. Число классов пар равно пяти.

К.П., которая может быть выполнена соприкосновением элементов ее звеньев по поверхности называется низшей.

К.П., которая может быть выполнена соприкосновением элементов ее звеньев только по линиям или в точках называется высшей.

Для того, чтобы элементы кинематических пар находились в постоянном соприкосновении, они должны быть замкнуты. Замыкание может быть либо геометрическим, либо силовым.

 

Кинематические цепи. Группы Ассура.

Кинематическая цепь–система звеньев, образующих между собой кинематические пары.

Простой кинематической цепью называется такая цепь, у которой каждое звено входит не более чем в две кинематические пары.

Сложной кинематической цепью называется цепь, в которой имеется хотя бы одно звено, входящее более чем в две к.п.

Замкнутой кинематической цепью называется кинематическая цепь, звенья которой образуют один или несколько замкнутых контуров.

Незамкнутой кинематической цепью называется к.ц., звенья которой не образуют замкнутых контуров.

Структурная группа Ассура — это образованная только подвижными звеньями механизма кинематическая цепь, подвижность которой равна нулю.

Классификация:

1)Первый класс

2) Второй класс

Второй порядок (определяется числом элементов звеньев, которыми группа присоединяется к механизму)

Первый вид

Второй вид

Третий вид

Четвертый вид

Пятый вид

3)Третий класс

Третий порядок

4) Четвертый класс

Второй порядок

 

Определение скоростей звеньев и точек звеньев численными методами

 

Напряжения.

Распределение внутренних усилий по сечению заранее не известно. Чтобы характеризовать закон распределения внутренних сил по сечению, необходимо ввести для них числовую меру. За такую меру принимается напряжение.

В окрестности точки М выделим элементарную площадку ∆А. Главный вектор действующих сил, действующий на площадку – ∆R

 

– среднее напряжение на данной площадке.

τ–касательное напряжение

σ–нормальное напряжение

 

 

 

 

Перемещения и деформации.

Изменение линейных размеров тела или его частей называется линейной деформацией, а изменение угловых размеров – угловой деформацией.

 

 

Изменение взаимного положения точек до и после деформации

 

 

Деформации вызывают изменение размеров и формы тела. В результате этого точки тела перемещаются в новые положения, а элементарные отрезки поворачиваются.

 

 

Обобщенный закон Гука.

,

,

Обобщенный закон Гука для плоского напряженного состояния

Обобщенный закон Гука для объемного напряженного состояния

 

 

G — модуль сдвига.

Отношение угла закручивания φ к длине называют относительным углом закручивания

Косой изгиб.

Косой изгиб–такой случай изгиба, при котором плоскость изгибающего момента не совпадает ни с одной из главных плоскостей инерции стержня.

 

 

Определяем напряжение в В

Максимальное напряжение будет действовать в точках наиболее удаленных от нейтральной линии

 

 

50) Изгиб с растяжением или сжатием.

 

Сечение:

M_Z=F_yx, M_y=F_zx

N=F_x, Q_z=F_z, Q_y=F_y

Применяя принцип независимости действия сил:

 

 

Изгиб с кручением валов.

Рассмотрим стержень круглого поперечного сечения под действием сосредоточенной силы F и крутящего момента М. Для определения опасного сечения необходимо построить эпюры внутренних силовых факторов. В опасном сечении далее определяем опасную точку, для чего строим эпюры распределения напряжений по поперечному сечению от каждого фактора.

Рассмотрим напряженное состояние точки В, где имеет место растяжение волокон при изгибе.

 

 

Имеем плоское напряженное состояние с сотстовляющими

 

Теории прочности.

Предположение о равнопрочности разнотипных напряженных состояний называется теорией прочности.

– одноосное напряженное состояние, равнопрочное данному

– хрупкий материал

– пластичный материал

Теории прочности, объясняющие возникновение опасного состояния разрушением называются теориями хрупкого разрушения, а объясняющие его возникновение появлением недопустимых пластических деформаций – теориями пластичности.

Теории хрупкого разрушения:

1) Теория наибольших нормальных напряжений

Напряженные состояния равнопрочны по хрупкому разрушению если у них равны наибольшее растягивающие напряжения.

2) Теория наибольших растягивающих деформаций.

Напряженные состояния равнопрочны по хрупкому разрушению если у них равны наибольшие растягивающие деформации.

Получаем

Теории пластичности

3)Теория наибольших касательных напряжений

Напряженные состояния равнопрочны, если у них равны наибольшие касательные напряжения

Получаем

Для плоского напряженного состояния с учетом главных напряжений:

4)Теория удельной потенциальной энергии формоизменения

Напряженные состояния равнопрочны по появлению недопустимых пластических деформаций, если у них равны удельные потенциальные энергии изменения формы

Удельная потенциальная энергия изменения формы

Подставляя

5)Теория прочности Мора

Напряженные состояния равнопрочны если при одновременном пропрорциональном увеличении главных напряжений в одно и то же число раз их определяющие окружности коснутся предельной огибающей.

 

 

Задачи ТММ. Понятие термина «машина». Классификация машин.

ТММ–наука, изучающая общие методы структурного, кинематического и динамического анализа и синтеза механизмов. Проблемы теории механизмов могут быть разбиты на две группы. Первая группа проблем посвящена исследованию структурных, кинематических и динамических свойств механизмов, т.е. анализу механизмов.

Вторая группа проблем посвящена проектированию механизмов с заданными структурными, кинематическими и динамическими свойствами для осуществления требуемых движений, т.е. синтезу механизмов.

Машина–устройство, выполняющее механические движения с целью облегчения или замены труда человека.

Машины:

Энергетические

Информационные

Технологические

Кибернетические

Транспортные