Қазақша рефераттар

Механизм жобасы

Қазақстан Республикасының Білім және ғылым министрлігі

Шәкәрім атындағы Семей мемлекеттік университеті

ОӘК042-14-1-02.1.20.1203-2013 • 3 деңгейдегі құжат • №2 баспа

Пән: Машина және механизмдер теориясы

Мамандық: 5В071200 — Машинажасау

Оқу-әдістемелік материалдар

Қала • Жыл

Семей, 2013

Мазмұны

1. Глоссарий 3
2. Дәрістер 4
3. Тәжірибелік және зертханалық жұмыстар 53
4. Зертханалық жұмыстар 58
5. Курстық жұмыстар 61
6. Студенттердің өзіндік жұмыстары 81

Глоссарий

Төмендегі ұғымдар Машина және механизмдер теориясы пәнінде құрылым, кинематика және динамика тақырыптарын жүйелі түсіндіруге арналған.

Иінді механизмдер

Звенолары тек айналмалы, ілгерлемелі, цилиндрлік және сфералық жұптардан тұратын механизмдер.

Стационар жүйе

Барлық параметрлері уақытқа байланысты өзгермейтін жүйе.

Стационар емес жүйе

Параметрлері уақытқа байланысты өзгеретін жүйе.

Топсалы механизмдер

Звенолары тек айналмалы жұп құрайтын механизмдер.

Негізгі анықтамалар

Механизмнің құрылымдық сұлбасы
Тіректі, қозғалмалы звеноларды, кинематикалық жұптарды және олардың орналасуын көрсететін сұлба.
Құрылымдық синтез
Механизмнің құрылымдық сұлбасын жобалау.
Кинематикалық синтез
Механизмнің кинематикалық сұлбасын (қозғалыс заңын ескере отырып) жобалау.

Звено

Механизм құрамына кіретін қатты дене. Звено бірнеше бөлшектен құралуы мүмкін.

Кинематикалық жұп

Өзара салыстырмалы қозғалыста болатын екі звеноның қосылысы.

Кинематикалық тізбек

Өзара кинематикалық жұптар арқылы байланысқан звенолар жүйесі.

Механизмнің қалыптасқан қозғалысы

Механизм қозғалысы және оның кинетикалық энергиясы уақытқа байланысты периодты функция болатын режим.

Динамикалық талдау

Берілген күштердің әсерінен механизм звеноларының қозғалысын анықтау.

Динамикалық синтез

Динамикалық қасиеттерін ескере отырып механизмнің кинематикалық сұлбасын жобалау.

Кинетика және кинетостатика

  • Кинетика — күш әсеріндегі механикалық жүйенің тепе-теңдігі мен қозғалысын қарастыратын механика бөлімі.
  • Кинетостатика — күш әсеріндегі қозғалысты талдауда Даламбер қағидасын қолданатын механика бөлімі.

Циклограмма

Атқарушы звенолардың уақытқа тәуелді орын ауыстыруларын үйлестіру сұлбасы.

Тактограмма

Атқарушы звенолардың орынға тәуелді орын ауыстыруларын үйлестіру сұлбасы.

Кері айналдыру әдісі

Қозғалатын звено шартты түрде қозғалмайтын звено ретінде қабылданып, қалған звенолар осы звеноға қатысты салыстырмалы қозғалыста болады. Бұл әдіс тіректі «қозғалатын» деп қарастырып, механизмді жобалау және зерттеуге мүмкіндік береді.

Келтірілген шамалар

Келтірілген күш моменті
Кез келген сәтте элементар жұмыс механизмнің жалпылама координатасына сәйкес келетін, келтірілген звеноға түсірілген қос күш моменті.
Келтірілген инерция моменті
Кез келген сәтте кинетикалық энергиясы механизм звеноларының кинетикалық энергияларының қосындысына тең болатын келтірілген звеноның инерция моменті.
Келтірілген масса
Массасы шартты түрде механизм нүктелерінің біріне шоғырландырылған және кинетикалық энергиясы барлық звенолардың энергиялар қосындысына тең болатын келтірілген звено массасы.

Қуат

Белгілі уақыт ішінде істелетін жұмыс мөлшері.

Теңгергіш күш

Шамасы келтірілген күшке тең, бірақ оған қарама-қарсы бағытталған күш.

Дәрістер

Дәріс — оқулық сабақтың негізгі түрі. Оның мақсаты — пәннің теориялық сұрақтарын жүйелі түрде түсіндіріп, білімді бірізді қалыптастыру.

1) Негізгі түсініктер: жазық иінді механизмдер

Қарапайым төртзвенолы жазық механизм

Бір қозғалмайтын звенодан және үш қозғалатын звенодан тұрады. Қозғалмайтын звено тірек деп аталады.

Топсалы төртзвенолы механизм

Егер механизмнің барлық жұптары айналмалы жұптар болса, онда ол топсалы төртзвенолы механизм деп аталады.

Кривошип, күйенте, шатун

  • Кривошип — қозғалмайтын өс бойымен толық айналмалы қозғалыс жасайтын звено.
  • Күйенте (коромысло) — қозғалмайтын өс бойымен жартылай айналмалы (тербелмелі) қозғалыс жасайтын звено.
  • Шатун — жазық параллель қозғалыс жасайтын звено.

Кривошип-тиекті және кулисалы механизмдер

  • Егер звено тірекпен ілгерлемелі жұп арқылы қосылса, ол тиек деп аталады; ал механизм — кривошип-тиекті механизм. Тиек түзу сызықты ілгерлемелі қозғалыс жасайды.
  • Егер ілгерлемелі жұп 2-ші және 3-ші звенолардың арасында орналасса немесе 2-ші звено жылжымалы бағыттаушы бойымен қозғалса, онда бұл — кулисалы механизм. Бағыттаушы бойымен қозғалатын звено кулиса тасы деп аталады.

2) Механизмдердің құрылымдық талдауы және синтезі

Құрылымдық талдаудың реті

  1. Механизмнің қозғалыс дәрежесін (еркіндік дәрежелер санын) анықтау.
  2. Құрылымдық топтарға бөлу (Ассур топтары).
  3. I классты механизмдерді бөліп алу.

Еркіндік дәрежесі туралы

Жазық параллель қозғалыстағы әрбір еркін дененің (звеноның) еркіндік дәрежесі 3-ке тең. Жұптар құрастырылғаннан кейін еркіндік дәрежесі шектеледі:

  • I классты жұп — екі еркіндікті жояды (біреуі қалады).
  • II классты жұп — бір еркіндікті жояды (екеуі қалады).

Чебышев формуласы және Ассур топтары

Механизмнің еркіндік дәрежесі жазық тізбектер үшін Чебышев формуласы арқылы анықталады (формула мәтінде (1) ретінде берілген). Еркіндік дәрежесі нөлге тең кинематикалық тізбектер Ассур топтары деп аталады.

Механизм класы құрамындағы ең жоғарғы Ассур тобының класына қарай анықталады. Ассур топтары кірмей, тек жетекші звенолардан тұратын механизм I классты механизм болып саналады.

II классты, 2-ші ретті Ассур тобы (n = 2, p = 3)

5-ші классты жұптардан тұратын, екі звено және үш кинематикалық жұптан құралған топ II классты 2-ші ретті топ деп аталады. Оның негізгі бес түрі бар:

  • 1) Барлық кинематикалық жұптар айналмалы.
  • 2) Бір звеноның соңында ілгерлемелі жұп бар.
  • 3) Ілгерлемелі жұп звеноның ортасында орналасқан.
  • 4) Екі звеноның да соңында ілгерлемелі жұп бар.
  • 5) Бір звеноның ортасында және соңында ілгерлемелі жұп бар.

Тақырып бойынша бақылау сұрақтары

  1. ММТ пәніндегі негізгі түсініктер: машина, механизм, звено, кинематикалық жұп.
  2. Кинематикалық жұптардың классификациясы.
  3. Механизмнің қозғалыс дәрежелер саны.
  4. Механизмдердің құрылымы және негізгі ұғымдар.

3) Жазық механизмдердің кинематикалық зерттеуі

Кинематикалық талдаудың мәні

Кинематикалық талдауда механизм звеноларының қозғалысына әсер ететін күштер есепке алынбайды. Нәтижесінде келесі есептер орындалады:

  • a) Орнын және нүктелер траекториясын анықтау.
  • b) Жылдамдықтарды және бұрыштық жылдамдықтарды анықтау.
  • c) Үдеулерді және бұрыштық үдеулерді анықтау.

Негізгі әдістер

Жобаларды құру әдісі

Орналасу, жылдамдық және үдеу жобаларын графикалық тұрғызу.

Кинематикалық диаграмма әдісі

Қозғалыс параметрлерінің уақыт/орынға тәуелді графиктері арқылы талдау.

Аналитикалық әдіс

Теңдеулер құрып, есептеулер арқылы параметрлерді табу.

Механизмді Ассур топтарына жіктеу кинематикалық зерттеуді тұтас механизм үшін емес, оның бөліктері бойынша жүргізуге мүмкіндік береді және есептеуді жеңілдетеді.

Масштабтық коэффициенттер

Графикалық тұрғызуларда масштабтық коэффициент қолданылады — ол физикалық шаманың нақты мәнінің сызбадағы кесінді ұзындығына қатынасы. Масштаб пен масштабтық коэффициент өзара кері шамалар.

Ұзындық

Нақты ұзындықтың сызбадағы кесіндіге қатынасы арқылы беріледі.

Жылдамдық

Жылдамдық векторларын кесіндімен көрсету үшін қолданылады.

Үдеу

Үдеу векторларын кесіндімен көрсету үшін қолданылады.

1.1) Механизмнің орналасу жобасы

Төртзвенолы топсалы механизм

Кривошиптің ОА звеносы О центрі бойынша бірқалыпты бұрыштық жылдамдықпен айналады. Сондықтан A нүктесі радиусы ОА-ға тең шеңбер бойымен қозғалады.

  1. Радиусы ОА-ға тең шеңберді алты бөлікке бөліп, A1…A6 нүктелерін белгілейміз.
  2. B нүктесі центрі C болатын, радиусы CB-ға тең доға бойымен қозғалады.
  3. Әрбір Ai нүктеден радиусы AB-ға тең өлшемді салып, сәйкес Bi нүктелерін табамыз.
  4. Ai–Bi және Bi–C нүктелерін қосып, шатун мен күйентенің орындарын анықтаймыз.

Күйентенің сағат тіліне қарсы жүрісі — жұмыс жүрісі, ал сағат тілімен бағыттас — бос жүріс.

Кривошип-тиекті механизм

Кривошип пен шатун бір сызық бойында орналасқан жағдайдан бастап, О центрі бойынша радиусы ОА-ға тең шеңберді тең бөліктерге бөлеміз де, A1…A6 нүктелерін белгілейміз.

Әрбір Ai нүктеден тиектің бағыты бойымен шатун ұзындығына тең A1B1, A2B2, …, A6B6 кесінділерін өлшеп саламыз. Нәтижесінде B нүктелер қатары тиектің орын ауыстыруын береді: B1–B3 — жұмыс жүрісі, B4–B5 — бос жүріс.

1.2) Жылдамдықтар және үдеулер жобасы

Жылдамдықтар және үдеулер жобасы — механизм нүктелерінің жылдамдықтары мен үдеулерінің бағыты мен шамасын векторлық кесінділер арқылы көрсететін сызба.

Берілетін бастапқы мәліметтер

  • Звенолардың нақты өлшемдері.
  • Механизмнің орналасу жобасы.
  • Жетекші звеноның бұрыштық жылдамдығы.

Векторлық бағыттарды анықтау: негізгі жағдайлар

1) Ілгерлемелі қозғалыс

Звено ілгерлемелі қозғалғанда оның барлық нүктелерінің жылдамдықтары мен үдеулері шамасы жағынан тең және бағыттары бірдей болады.

2) Қозғалмайтын өс бойымен айналу

Жылдамдық векторы радиусқа перпендикуляр. Нормаль үдеу әрқашан центрге қарай бағытталады, жанама үдеу радиусқа перпендикуляр және бұрыштық үдеудің бағытымен бағыттас.

3) Бір звено бойындағы екі нүкте (A және B)

B нүктесінің жылдамдығы тасымалдау және салыстырмалы жылдамдықтардың векторлық қосындысы ретінде анықталады. Үдеу де тасымалдау және салыстырмалы құрамаларға жіктеледі (нормаль және жанама).

4) Ілгерлемелі жұп арқылы байланысқан нүктелер

Салыстырмалы жылдамдық бағыттаушыға параллель. Үдеуде қосымша Королис үдеуі пайда болады; оның бағыты салыстырмалы жылдамдықты бұрыштық жылдамдық бағытымен 90°-қа бұру арқылы анықталады.

Ассур топтары үшін жылдамдықтар мен үдеулерді анықтау (мысалдар логикасы)

II классты Ассур тобының 1-ші түрі

Берілгені: A және C нүктелерінің жылдамдықтары. Табу керек: B, D, E нүктелерінің жылдамдықтары, сондай-ақ AB және BC звеноларының бұрыштық жылдамдықтары. Шешім графикалық түрде векторлық теңдеулер жүйесін құрып, жылдамдықтар жобасын тұрғызу арқылы орындалады.

Жылдамдықтар жобасының идеясы

A және C арқылы тиісінше AB және BC-ге перпендикуляр бағыттар жүргізіліп, қиылысу нүктесі B жылдамдығын анықтайды. D және E нүктелері ұқсастықтар (геометриялық ұқсастық) заңдылығы бойынша табылады.

Үдеулер жобасының идеясы

Нормаль және жанама үдеу құрамалары ескеріліп, белгілі бағыттар бойынша түзулер жүргізу арқылы B үдеуі табылады; D және E үдеулері де ұқсастықтар заңымен анықталады.

II классты Ассур тобының 2-ші түрі (кривошип-тиекті механизм)

Мысал ретінде кривошипке II классты Ассур тобының 2-ші түрін қосу арқылы алынған кривошип-тиекті механизм қарастырылады. Берілгені: механизм сұлбасы, звенолардың нақты өлшемдері және кривошиптің бұрыштық жылдамдығы. Табу керек: B нүктесінің жылдамдығы мен үдеуі, AB звеносының бұрыштық жылдамдығы және бұрыштық үдеуі.

Есептеу барысы жылдамдықтар мен үдеулер жобасын тұрғызу арқылы жалғасады (келесі бөлімде толықтырылған түрде беріледі).