- •МЕХАНИКА МАШИН
- •1.1. Структура машинного агрегата
- •1.4. Управление движением машинного агрегата
- •СТРОЕНИЕ МЕХАНИЗМОВ
- •2.1. Основные определения
- •2.2. Кинематические пары и соединения
- •2.5. Структурный синтез механизмов
- •2.6. Классификация механизмов
- •КИНЕМАТИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ МЕХАНИЗМОВ
- •3.1. Основные понятия
- •tgfa
- •3.6. Примеры графического исследования механизмов
- •pc = fivVB\ Р'Ь" = цайв', Ь"Ь'= цаагВ-
- •3.7. Кинематические характеристики плоских механизмов с высшими парами
- •3.8. Кинематические характеристики пространственных механизмов
- •3.9. Метод преобразования декартовых прямоугольных координат
- •4.1. Динамическая модель машинного агрегата
- •4.2. Приведение сил
- •4.3. Приведение масс
- •4.8. Неравномерность движения механизма
- •JTnp,
- •4.10. Динамический анализ и синтез с учетом влияния скорости на действующие силы
- •5.1. Динамическая модель машинного агрегата
- •5.2. Установившееся движение машинного агрегата
- •5.3. Исследование влияния упругости звеньев
- •СИЛОВОЙ РАСЧЕТ МЕХАНИЗМОВ
- •6.1. Основные положения
- •6.4. Силовой расчет механизма с учетом трения
- •6.5. Потери энергии на трение. Механический коэффициент полезного действия
- •ВИБРОАКТИВНОСТЬ И ВИБРОЗАЩИТА МАШИН
- •7.1. Источники колебаний и объекты виброзащиты
- •7.3. Анализ действия вибраций
- •7.6. Статическая и динамическая балансировка изготовленных роторов
- •Щ = у/g sina/<5CT,
- •7.8. Демпфирование колебаний. Диссипативные характеристики механических систем
- •7.9. Динамическое гашение колебаний
- •тт(р - рт) = mjyE.
- •7.11. Ударные гасители колебаний
- •7.12. Основные схемы активных виброзащитных систем
- •ТРЕНИЕ И ИЗНОС ЭЛЕМЕНТОВ КИНЕМАТИЧЕСКИХ ПАР МЕХАНИЗМОВ И МАШИН
- •8.1. Виды и характеристики внешнего трения
- •8.2. Основные понятия и определения, используемые в триботехнике
- •8.3. Механика контакта и основные закономерности изнашивания
- •8.4. Методика расчета износа элементов кинематических пар
- •МЕТОДЫ ПРОЕКТИРОВАНИЯ СХЕМ ОСНОВНЫХ ВИДОВ МЕХАНИЗМОВ
- •МЕТОДЫ СИНТЕЗА МЕХАНИЗМОВ С ВЫСШИМИ ПАРАМИ
- •9.1. Основные понятия и определения
- •9.2. Основная теорема зацепления
- •9.3. Скорость скольжения сопряженных профилей
- •9.4. Угол давления при передаче движения высшей парой
- •9.5. Графические методы синтеза сопряженных профилей
- •9.7. Производящие поверхности
- •МЕХАНИЗМЫ ПРИВОДОВ МАШИН
- •10.1. Основные понятия и определения
- •10.2. Строение и классификация зубчатых механизмов
- •10.4. Планетарные зубчатые механизмы
- •ЦИЛИНДРИЧЕСКАЯ ЗУБЧАТАЯ ПЕРЕДАЧА
- •11.2. Эвольвента, ее свойства и уравнение
- •11.3. Эвольвентное прямозубое колесо
- •11.4. Эвольвентная прямозубая рейка
- •11.5. Эвольвентное зацепление
- •11.8. Подрезание и заострение зуба
- •11.9. Эвольвентная зубчатая передача
- •11.10. Качественные показатели зубчатой передачи
- •11.11. Цилиндрическая передача, составленная из колес с косыми зубьями.
- •11.12. Особенности точечного круговинтового зацепления Новикова
- •ПРОСТРАНСТВЕННЫЕ ЗУБЧАТЫЕ ПЕРЕДАЧИ
- •12.1. Коническая зубчатая передача
- •МЕХАНИЗМЫ С НИЗШИМИ ПАРАМИ
- •13.1. Основные этапы синтеза
- •13.4. Синтез четырехзвенных механизмов по двум положениям звеньев
- •13.5. Синтез четырехзвенных механизмов по трем положениям звеньев
- •13.6. Синтез механизмов по средней скорости звена и по коэффициенту изменения средней скорости выходного звена
- •tijivu) < [tfj]-
- •КУЛАЧКОВЫЕ МЕХАНИЗМЫ
- •14.1. Виды кулачковых механизмов и их особенности
- •14.2. Закон перемещения толкателя и его выбор
- •sinx4
- •sinx2 = [(*2 “ Vj3)/f34]sm03;
- •14.5. Определение габаритных размеров кулачка по условию выпуклости профиля
- •14.6. Определение координат профиля дисковых кулачков
- •14.7. Механизмы с цилиндрическими кулачками
- •МЕХАНИЗМЫ С ПРЕРЫВИСТЫМ ДВИЖЕНИЕМ ВЫХОДНОГО ЗВЕНА
- •15.1. Зубчатые и храповые механизмы
- •15.2. Мальтийские механизмы
- •15.3. Рычажные механизмы с квазиостановками
- •УПРАВЛЕНИЕ ДВИЖЕНИЕМ СИСТЕМЫ МЕХАНИЗМОВ
- •16.2. Циклограмма системы механизмов
- •МАНИПУЛЯЦИОННЫЕ МЕХАНИЗМЫ
- •17.3. Задачи о положениях манипуляторов
- •17.4. Задачи уравновешивания и динамики
- •Glos
Один из |
наиболее простых механизмов показан на |
рис. 17.14, а. |
Пружина растяжения одним концом в точке А |
жестко закрепляется на качающемся звене, а другим концом через трос и блок В неподвижно закрепляется в точке Е. Если сила тяжести звена G и расстояние до его центра масс от точки О равно IQ $ , то, выбрав жесткость пружины равной
G = Glos (Н/м), мы полностью уравновесим его силу тя
1с в 1о е
жести, т.е. достигнем эффекта, аналогичного эффекту приме нения корректирующей массы (противовеса).
В случае уравновешивания многозвенной кинематической цепи каждое звено уравновешивают отдельно, а «неподвиж ную» точку для каждого звена создают искусственно, исполь зуя, например, механизм транслятора — последовательность параллелограммных механизмов (рис. 17.14, б).
Для определения фактического движения звеньев ПР под действием приложенных управляющих сил и моментов необ ходимо составить уравнения динамики. Для этого можно вос пользоваться традиционными методами динамики, например уравнениями Лагранжа, или рассмотреть равновесие каждого звена с использованием принципа Даламбера. Каждый из ме тодов имеет свои достоинства и недостатки, и поэтому нельзя однозначно рекомендовать какой-либо из них.
Так, в методе Лагранжа необходимо вначале найти пол ную кинетическую энергию всего механизма, выражая ее через обобщенные координаты и скорости. Затем составить систему уравнений:
Число этих уравнений W равно числу степеней подвижно сти манипулятора, и это является одним из достоинств метода. Обобщенные силы могут быть найдены методами приведе ния (из условия равенства элементарных работ всех внешних сил на возможных перемещениях работе обобщенной силы Q, при изменении только одной обобщенной координаты gt). Как правило, это будут сами неизвестные управляющие моменты или силы. Силы же реакций в кинематических парах манипу лятора в уравнения не входят — и это также является досто инством метода.
Однако само аналитическое выражение кинетической энергии звеньев манипулятора очень громоздко. Полная кине тическая энергия складывается из суммы кинетических энер гий каждого из звеньев, которые можно записать в общем слу чае так:
где v3i — абсолютная скорость центра масс звена; и± — угло-
вая скорость звена; га,- — масса звена; J> 7— момент инерции звена относительно оси, совпадающей с мгновенной осью угло вой скорости.
Этот момент инерции для звена произвольной несиммет ричной формы вычислить очень сложно. Некоторого упроще ния можно добиться, если взять звено симметричной формы с главными центральными осями инерции, совпадающими с осями координат.
Но это лишь часть проблемы. Кинематические зависимос ти, приведенные в § 17.3, определяющие зависимость скорости центра масс и его угловой скорости, достаточно громоздки. Эта громоздкость многократно увеличивается при выполнении
необходимых в методе Лагранжа дифференцирований кинети ческой энергии. Все это даже для манипулятора с нескольки ми звеньями приводит к сложным многостраничным записям точных аналитических выражений для W дифференциальных уравнений движения, как правило, не дающих какой-либо воз можности найти их аналитическое решение.
Поэтому чаще всего прибегают к численному анализу уже на этапе получения самих уравнений движения путем числен ного выполнения процедур дифференцирования. Полученные уравнения затем решают также численными методами.
При использовании принципа Даламбера механизм разби вают на отдельные звенья и рассматривают равновесие каждо го звена, т.е. записывают систему уравнений:
= £ * ’» + £ * у > i =
= £ м,- + £ MsiFij) + £ M y ,
где qs{ и — подлежащие определению ускорение центра масс г-го звена и его угловое ускорение; М{ — внешние силы и моменты, приложенные к звену; F{j — реакции в кинематиче ских парах; М г;*, M 3(F{j) — моменты сил реакции и момедты от сил реакции на звено относительно центра масс звена.
Проецируя каждое из этих векторных дифференциальных уравнений на оси координат, получим систему из 6W скаляр ных уравнений.
Таким образом, хотя сами уравнения и существенно про ще, их в шесть раз больше. Кроме того, в эти уравнения вхо дят силы и моменты реакций, которые при определении закона движения необходимо из системы уравнений исключить.
Должно быть понятно, что и метод Лагранжа и принцип Даламбера описывают движение одной и той же системы 5по этому результирующая система уравнений после исключения реакций будет одинаковой, хотя для численного анализа пол ная система уравнений, согласно принципу Даламбера, б0лее благоприятна. Общая форма дифференциальных уравнений движения, полученных любым способом, имеет вид
{ A ( q m + {B(q,q)} + {C(q)} = Q.
Здесь {А } — инерционная матрица; {В} — вектор сил и моментов сил инерции; {С} — вектор сил и моментов сил тяжести; Q — обобщенная сила; [q] — матрица-столбец обоб щенных ускорений.
Эта система W нелинейных дифференциальных уравне ний в общем случае не имеет аналитического решения и может быть проанализирована только численными методами. Так, для манипулятора с одной вращательной и двумя поступатель ными парами (рис. 17.15), т.е. с тремя обобщенными коорди натами Г3 2 , <£10 и ^2Ъ система уравнений движения имеет вид
а\ |
О |
О |
г 32 \ |
/ |
£>1( г 32>Ф ю ) |
\ |
( |
аг(г) |
О |
Vio |
+ |
Ы^зг, ^зг, £ю) |
+ |
О |
||||||
О |
0 |
аз |
|
|
О |
|
Последнее из трех уравнений независимо от других, чего нельзя сказать о первых. В первом уравнении есть член зависящий не только от выдвижения звена 5, но и от скоро сти его поворота. Такое явление называют взаимовлиянием приводов друг на друга, и оно безусловно вредно.
Исключения этого взаимовлияния, т.е. динамической раз вязки, иногда удается достичь таким подбором коэффициен тов, чтобы система дифференциальных уравнений движения представляла собой W независимых уравнений. Такое реше ние позволяет при тех же приводах существенно увеличить ускорение и, следовательно, быстродействие робота.
И наконец, еще на одном нетрадиционном методе улучше ния динамики некоторых манипуляторов следует остановить ся. Очень часто, работая в технологической цепи, манипу ляционный механизм совершает одни и те же повторяющиеся движения: при работе циклически — взять деталь, перенести ее на стеллаж, вернуться за следующей и т.д. Работа цикли ческого привода в этом случае происходит в такой последова тельности: разгон, торможение, останов, реверс, снова разгон, торможение, останов, реверс и т.д. Таким образом, дважды за цикл робот останавливается, его энергия полностью теряет ся. Кроме бесполезного расхода энергии это сказывается и на быстродействии — ведь дважды за цикл приходится разгонять значительные инерционные массы звеньев.
Представляется целесообразным энергию торможения в конце цикла не рассеивать на тормозе, а запасать в какомлибо устройстве накопления потенциальной энергии (напри мер, пружине), с тем чтобы использовать ее при разгоне сис темы. Это должно существенно уменьшить мощность и массу привода, так как основной универсальный цикл система будет совершать под действием пружины, т.е. совершать колебания, а привод (весьма небольшой) потребуется только для компен сации неизбежных потерь на трение, т.е. для создания режима автоколебаний. Общая схема такого привода приведена в [16].
|
Контрольные вопросы |
1. |
Ч то такое манипуляционный механизм, промыш ленны й манипуля |
|
тор, автооператор? |
2. |
В чем особен н ости систем промыш ленны х манипуляторов? |
3. |
Какие движения реализую т известны е вам манипуляторы ? |
4. |
Ч то такое подвиж ность манипулятора? Как она определяется? |
5.Д айте определение рабочего простран ства, зоны обслуж ивания ма нипулятора и его маневренности (на лю бом прим ере).
6.Каков план применения м етода преобразования координат при иине- м атическом анализе манипулятора с W = 5?
7.Для чего проводится уравновеш ивание механизмов манипуляторов?
1.Артоболевский И.И. Теория механизмов и машин. М., 1988.
2.Вибрации в технике: Справочник. В б т. М., 1979-1981.
3.Гавриленко В .А . и др. Теория механизмов. М., 1973.
4.Гавриленко В .А . Основы теории эвольвентной зубчатой пере дачи. М., 1969.
5. Кож евников С.Н. Теория механизмов и машин. М., 1973.
6.Коловский М .З . Динамика машин. Л., 1989.
7.Коловский М .З . Нелинейная теория виброзащитных систем.
М., 1966.
8.Крайнев А .Ф . Механика машин. Фундаментальный словарь.
М., 2000.
9.Левитский Н .И. Теория механизмов и машин. М., 1979.
10.Механика промышленных роботов. В 3 т. / Под ред. К.В. Фро лова, Е.И. Воробьева. М., 1988.
11.Механика машин /Под ред. Г.А. Смирнова. М., 1996.
12.Основы балансировочной техники. В 2 т. / Под ред. В.А. Щепетильникова. М., 1975.
13.Проников А .С . Надежность машин. М., 1978.
14.Попов С .А . Курсовое проектирование по теории механизмов и механике машин. М., 1986.
15.Попов С .А ., Тимофеев Г .А . Курсовое проектирование по те ории механизмов и механике машин. 4-е изд., перераб. и доп.
М.: Высш. шк., 2002.
16.Реш ет ов Л.Н . Самоустанавливающиеся механизмы. Справоч
ник. М., 1979.
17.Трение, изнашивание и смазка: Справочник. В 2 т. / Под ред. И.В. Крагельского и В.В. Алисина. М., 1979.
18.Теория механизмов и машин / Под ред. К.В. Фролова. М., 1987.
19.Фролов К .В . Методы совершенствования машин и современные задачи машиноведения. М., 1984.
20.Ю дин В .А ., Петрокас Л .В . Теория механизмов и машин. М., 1977.
А |
|
|
|
—безынерционный 299 |
|
А ксоид неподвижный 361 |
—одноосны й 299 |
||||
- |
подвижный 361 |
|
— простой 299 |
||
А м пли туда колебаний 218 |
—слож ный 303 |
||||
А м орти затор 295 |
|
Виброизоляция 295 |
|||
Анализ |
механизма кинематиче |
В иброп рочность 271 |
|||
ский 82 |
|
|
—ви броустой чи вость 271 |
||
Аналог скорости |
точки 82 |
Водило 48, 402 |
|||
- |
ускорения точки 83 |
В оздействие вибрационное 263 |
|||
Б |
|
|
|
— |
гармоническое 265 |
|
|
|
-----кинематическое 262 |
||
Балансировка р отор а 274, 281 |
— |
нестационарное 265, 267 |
|||
- |
автоматическая |
291 |
— |
силовое (динамическое) 262 |
|
- |
динамическая 289 |
— |
случайное 265 |
||
- |
статическая 287 |
— |
стационарное 265 |
||
В |
|
|
|
— |
ударное 268 |
|
|
|
Время цикла 611 |
||
Вал |
|
|
|
|
|
- |
коленчатый 48 |
|
Г |
|
|
- |
распределительны й 48 |
|
|||
- |
упругий 205 |
|
Гаситель колебаний гироскопиче |
||
В ектор главный дисбалансов ро |
ский 326 |
||||
тора 281 |
|
|
— |
динамический 275, 310 |
|
- |
сил инерции 180, 202 |
------- с активным и элементам^ 321 |
|||
- |
переменных |
проектирования |
— -инерционный 310 |
||
541 |
|
|
|
катковы й 312 |
|
- |
состояния 542 |
|
— |
маятниковый инерционней |
|
- |
постоянны х параметров 542 |
(динамический) 316 |
|||
Вибрация 261, 272 |
— |
нелинейный 331 |
|||
В иброгаситель |
динамический |
----- одномассны й с трением 311, |
|||
ударный |
332 |
|
323 |
|
|
В иброзащ ита 261, 274 |
— |
пруж инный 3 Ю |
|||
Виброзащ итная систем а 335 |
— |
ударный 332 |
|||
- |
пневмомеханическая 335 |
Гаш ение крутил ьны х колебаний |
|||
----- электрогидравлическая с си |
321 |
|
|||
ловым цилиндром 337 |
Гистерезис 305 |
||||
- |
электродинамическая 338 |
Годограф сил 241 |
|||
В иброизолятор 295 |
Группа структур н ая 61 |
||||
д |
|
|
коррозионно-механическое |
349, |
|
Д вигатель 13, 202 |
353 |
|
|
||
Движения манипулятора |
- |
механическое 349, 352 |
|
||
- |
глобальны е 626 |
- молекулярно-механическое 349, |
|||
- |
локальные 627 |
353 |
|
|
|
- |
региональные 627 |
Износ 348 |
|
|
|
Движение обращ енное 119 |
И зносостойкость материалов 351 |
||||
- |
установивш ееся маш инного аг |
И сточник |
внутренней виброак |
||
регата 210 |
тивности |
200 |
|
||
Д емпфирование колебаний 274 |
- |
возмущения 298 |
|
||
- |
конструкционное 305 |
- |
колебаний 261 |
|
|
- |
критическое 300 |
И нтенсивность изнашивания |
ин |
||
- |
отн осительн ое 300 |
тегральная 350 |
|
||
- |
циклическое 305 |
- |
энергетическая 351 |
|
|
Деформация динамическая 214 |
К |
|
|
||
- |
статическая 214, 299 |
|
|
||
- |
упругая 207 |
Камень кулисный 48 |
|
||
Ж |
Колебания вынужденные 264 |
|
|||
- |
детерминированные 264 |
|
|||
Ж е ст к о ст ь динамическая |
- |
гармонические 265 |
|
||
- |
линейная 202, 203 |
- |
параметрические 264 |
|
|
- |
передаточного механизма 202 |
- |
самовозбуж дающ иеся 264 |
|
|
- |
угловая 203 |
- |
свободные 263 |
|
|
3 |
|
- |
случайные 264 |
|
|
|
- |
хаотические 264 |
|
||
Заострение зуба 463 |
К олесо зубчатое 48, 447 |
|
|||
Замыкание силовое 550 |
- |
косозубое 477 |
|
||
Зацепление внешнее 132 |
- |
плоское 381, 498 |
|
||
- |
внутреннее 132 |
- |
плосковерш инное 498 |
|
|
- |
плоское 448 |
- воображ аемое производящее 498 |
|||
- |
зубчатое 131, 360 |
- |
прямозубое 450 |
|
|
- |
последовательное 394 |
----- цилиндрическое эквивалент |
|||
- |
реечное 132 |
ное 495 |
|
|
|
- |
станочное 378 |
К онтур 49 |
|
||
- |
реечное 459 |
- |
исходный 379 |
|
|
- |
эвольвентное коническое 494 |
- |
для вогн уты х зубьев 484 |
|
|
Звено механизма 20 |
- |
для выпуклы х зубьев 484 |
|
||
- |
ведомое 23 |
- |
производящий 458 |
|
|
- |
ведущ ее 48 |
- |
торцовый теоретический 381 |
||
- |
зубчатое 360 |
К онус делительный 491 |
|
||
- |
начальное 47, 61 |
- |
дополнительный 494 |
|
|
- |
основное 392 |
- |
начальный 490 |
|
|
- |
подвиж ное 47 |
К оордината обобщенная 94 |
|
||
Зона обслуж ивания манипулято |
К оромы сло 48 |
|
|||
ра 634 |
Коэффициент |
|
|||
И |
- |
виброизоляции 301 |
|
||
- |
возрастания сил 557 |
|
|||
Изнашивание 348 |
- |
демпфирования 300 |
|
||
- |
абразивное 353 |
- |
динамичности 301 |
|
|
- |
ж естк ости |
линейной 202 |
- |
центроид |
129 |
|
|
|
|
||
- |
угловой |
203 |
- |
сомнож ителей 424 |
|
|
|
||||
- |
неравномерности вращения 179 |
- |
ш траф ны х функций 543 |
|
|||||||
- |
перекры тия 472 |
М еханизм 20 |
|
|
|
|
|||||
- |
косозубой |
передачи 481 |
- |
двухзвенны й 228 |
|
|
|
||||
- |
прямозубой передачи 474 |
- дифференциально-планетарны й |
|||||||||
|
поглощ ения |
307, 348 |
386 |
|
|
|
|
|
|||
- |
полезного |
действия механиче |
- |
зубчаты й |
385 |
|
|
|
|
||
ский |
254 |
|
|
- |
квазиплоский 65 |
|
|
|
|||
- |
потерь механических 254 |
- |
кривош ипно-кором ы словы й 527, |
||||||||
- |
скольжения |
370, 476 |
534 |
|
|
|
|
|
|||
- |
смещения 464 |
- |
кривош ипно-ползунны й |
внеос- |
|||||||
- |
сопротивления эквивалентный |
ный 524 |
|
|
|
|
|
||||
308 |
|
|
|
- |
кулисный |
524 |
|
|
|
|
|
- |
сцепления 344 |
- |
мальтийский 592 |
|
|
|
|||||
- |
трения 352 |
|
- |
манипуляционный 621 |
|
||||||
- |
удельного давления 475 |
- |
автом атический |
622 |
|
||||||
К ривош ип 48 |
|
- |
адаптивны й 623 |
|
|
|
|||||
К улачок 48 |
|
|
- |
биотехнический |
624 |
|
|
||||
- |
гиперболоидны й 549 |
- |
интерактивны й |
624 |
|
|
|||||
- |
дисковы й |
549 |
- |
програм м ны й |
623 |
|
|
||||
- |
конический 549 |
- |
передаточны й |
13, 202 |
|
||||||
- |
коноидный 549 |
- |
планетарный 389, 402 |
|
|
||||||
- |
плоский 549 |
|
- |
роторны й |
20 |
|
|
|
|
||
- |
цилиндрический 549 |
- рычажный заменяющий 137 |
|||||||||
|
К улиса 48 |
|
|
- |
рядовой зубчаты й |
393 |
|
||||
|
|
|
|
|
- самоустанавливающийся 67 |
||||||
Л |
|
|
|
- |
с возвратно-вращ аю щ им ся ци |
||||||
|
|
|
линдром 528 |
|
|
|
|
||||
Линия зацепления 360, 374, 377 |
- |
с качающ ейся кулисой 536 |
|||||||||
- |
зуба 491 |
|
|
- |
с квазипреры висты м |
движ ени |
|||||
- |
станочного зацепления 378 |
ем ползуна 598 |
|
|
|
|
|||||
М |
|
|
|
- |
с трехповодковы м и |
группами |
|||||
|
|
|
124 |
|
|
|
|
|
|||
М анипулятор |
(промы ш ленны й |
|
|
|
|
|
|||||
- стати чески определимый 227 |
|||||||||||
р обот) 623 |
|
|
- |
трехзвенны й 392 |
|
|
|
||||
М асса корректирую щ ая 282 |
- |
храповой 588 |
|
|
|
|
|||||
М атериал смазочный 342 |
- |
ш аговый 590 |
|
|
|
|
|||||
М аховик 180, |
187 |
Модель механизма вектоРн** 94 |
|||||||||
М аш ина 7, 13 |
|
- |
маш инного агрегата |
152 |
|
||||||
- |
рабочая 13, 202 |
- |
эквивалентная упруговязкая 307 |
||||||||
М етод лож ны х положений 63 |
М одуль зубьев 451 |
|
|
|
|||||||
- |
М ерцалова 181 |
М ом ент активный 24 |
|
|
|||||||
- |
обращ ения движения 118 |
- |
вы нуж даю щ ий 213 |
|
|
||||||
- последовательны х приближений |
- |
главный |
дисбалансов |
Ротора |
|||||||
213, |
250 |
|
|
281 |
|
|
|
|
|
||
- |
преобразования координат 147 |
- |
движ ущ ий 2 3 |
|
|
|
|
||||
- |
приближенный 520 |
- |
инерции |
сум м арны й |
п р и е д е н |
||||||
- |
точны й 520 |
|
ный 154 |
|
|
|
|
|
|||
М ультипликатор 385, 402 |
- |
гипоидная 504 |
|
||||
М уф та упругая 220 |
- |
цилиндрическая 446 |
|||||
Н |
|
|
|
- |
червячная 504, 507 |
||
|
|
|
- |
многоскоростная 401 |
|||
Н еуравновеш енность р отор а 286 |
- повыш ающ ая (мультиплика |
||||||
- |
динамическая 283 |
тор) 385 |
|
|
|||
- |
моментная 283 |
|
- |
понижающая 385 |
|
||
- |
статическая 281 |
- |
соосная 398 |
|
|||
О |
|
|
|
- |
нулевая 471 |
|
|
|
|
|
- |
ортогональная 489 |
|
||
О бъ ект виброзащ иты 262, 298 |
- |
эквивалентная цилиндрическая |
|||||
О граничения |
|
495 |
|
|
|||
- |
парам етрические 542, 543 |
План возмож ных скоростей 127 |
|||||
- |
функциональные 541, 543 |
- |
механизма 114, 116 |
||||
О кр уж н ость вершин 450 |
- |
угловы х скоростей |
134 |
||||
- |
впадин 450 |
|
- |
ускорений |
128 |
|
|
- |
делительная 451 |
|
П оверхности плоские 498 |
||||
- |
начальная 455 |
|
- |
производящие 378 |
|||
- |
основная |
450 |
|
- |
сопряженные 360, 375 |
||
О ператор |
272 |
|
П оверхность зуба боковая 491 |
||||
- |
динамической ж есткости 272 |
- |
квазиэвольвентная 498 |
||||
- динамической податливости 272 |
П оглотитель колебаний 310 |
||||||
О пределим ость статическая |
- |
с вязким трением 327 |
|||||
группы А ссу р а 228 |
- |
с сухим трением 330 |
|||||
- |
механизма 227 |
|
П одвиж ность кинематической па |
||||
О рган рабочий 634 |
ры 58, 61 |
|
|
||||
О сь винтовая мгновенная 362 |
Подрезание зуба 463 |
|
|||||
О тказ 271 |
|
|
Ползун 48 |
|
|
||
О тнош ение передаточное 395 |
П олюс зацепления 131 |
||||||
П |
|
|
|
Правило Грасгофа 523 |
|||
|
|
|
Привод машины 383 |
|
|||
Пара |
|
|
- |
групповой 384 |
|
||
- |
вращ ательная 49, 225, 245 |
- |
индивидуальный 385 |
||||
- |
высш ая 49, 225, 247 |
- |
взаимосвязанный 385 |
||||
- |
кинематическая |
20, 48 |
- |
многодвигательный 385 |
|||
- |
низшая 49 |
|
П ространство рабочее манипуля |
||||
- |
поступательная |
224, 243 |
тора 634 |
|
|
||
- |
производящ ая конгруэнтная 381 |
Профили |
зубьев |
сопряженные |
|||
П араметры механизма |
360, 492 |
|
|
||||
- |
геом етрические 518 |
Профиль кулачка 120 |
|||||
- |
синтеза 519 |
|
Р |
|
|
|
|
- |
входны е 519 |
|
|
|
|
||
- |
вы ходны е 519 |
|
Р абота удельная сил трения 351 |
||||
- |
свободны е 519 |
|
Расстояние внешнее конусное 492 |
||||
- |
ш траф а 543 |
|
Реакция 24 |
|
|
||
П ерегрузки линейные 263 |
Регулятор 43 |
|
|||||
Передача зубчатая 385 |
- |
внережимный 43 |
|
||||
- |
винтовая 504 |
|
- |
непрямого действия 45 |
|||
- |
волновая 427 |
|
- |
однорежимный 43 |
|
||
- |
гиперболоидная 504 |
- |
прямого действия 44 |
||||
Р едуктор зубчаты й 385 |
- |
огибания 307 |
|
- планетарный 402 |
Степень свободы |
|
|
Рейка зубчатая 452 |
параметрическая 74 |
||
- производящ ая 456 |
- |
структурн ая |
74 |
Р об от промыш ленны й 606 |
- |
статической |
|
Р отор |
неопределимости |
53, 574 |
|
- неуравновеш енный 280 |
С тойка 47 |
|
|
- п ол н остью сбалансированный |
Схема |
|
|
281 |
- |
механизма основная 265 |
|
Ряд возвратны й 398 |
- |
структур н ая |
49, 65 |
С |
|
|
|
|
Т |
|
Сам оторм ож ение |
при |
обратном |
Т ак тогр ам м а маш ины 613 |
|||
ходе 258 |
|
|
|
Т еорем а Виллиса 363 |
||
Связь избыточная локальная 48 |
- |
зацепления основная 360, 363 |
||||
- |
кинематическая |
310 |
|
- |
плоского зацепления 363 |
|
- |
обратная 602 |
|
|
Т олкател ь кулачкового механиз |
||
С ателли т 48, 392, 402 |
|
ма 48 |
||||
Сила активная 24 |
|
|
Т очка особая 125 |
|||
- |
внешняя 24 |
|
|
- |
А ссу р а 63 |
|
- |
внутренняя 24 |
|
|
Т раверса 48 |
||
- |
движ ущ ая 23 |
|
|
Трение внешнее 341 |
||
- |
диссипативная |
304 |
|
- |
внутреннее 305, 342 |
|
- |
трения покоя 344 |
|
- |
без см азочного м атериала 342 |
||
Синтез кинематический 518 |
- |
движения 344 |
||||
- |
стр ук тур н ы й 70, 517 |
|
- |
покоя 344 |
||
С истем а автом атической стаби |
- |
со смазочны м материалом 342 |
||||
лизации 43 |
|
|
|
У |
|
|
- |
управления машин 600 |
|
||||
- |
аналоговая |
605 |
|
|
У гол давления 371, 551 |
|
- |
дискретная |
603 |
|
|
- |
зацепления 455 |
- |
сам онастраиваю щ аяся |
601 |
- |
меж осевой 489 |
||
- |
сам ообучаю щ аяся 601 |
|
- |
передачи 371 |
||
- |
самоорганизую щ аяся 601 |
- |
торцового перекры тия 473 |
|||
С корость звена |
|
|
Управление комбинированное 609 |
|||
- |
угловая 82 |
|
|
- |
контурное 609 |
|
- |
линейного изнашивания 350 |
- |
позиционное 609 |
|||
- |
обобщ енная |
82 |
|
|
- |
пол уавтом атическое 600 |
- |
скольжения |
367 |
|
|
- |
ручное 600 |
Смещ ение и нструм ента 462 |
- систем ой механизмов децентра |
|||||
Соединение 47 |
|
|
лизованное 605 |
|||
- |
кинематическое |
49 |
|
-------- смеш анное 605 |
||
- |
неразъемное 47 |
|
|
--------централизованное 605 |
||
- |
разъемное 47 |
|
|
- |
цикловое 608 |
|
Сопротивление вязкое 304 |
У силитель 45 |
|||||
Спираль архимедова 509 |
Ускорение обобщ енное 82 |
|||||
С пособ |
|
|
|
- |
угловое 83 |
|
- |
координатны й 94 |
|
У словие исполнительное 634 |
|||
- |
лож ны х положений 117 |
- |
правильного зацепления 422 |
|||
- |
сборки 420 |
|
- |
соосн ости |
419 |
- |
сосед ства |
420 |
-синтеза основное 520
-дополнительное 520
У стр ой ств а виброзащ итны е 275
-виброизолирую щ ие 298
-активны е 275
- |
демпф ирую щ ие 295 |
- |
пассивны е 275 |
Уравнение движения механизма 163
-моделирования 154
-основное энергетическое 186
-работой маш ины 208
Ф
Фактор устой ч и вости маш инного агрегата 34
Формула Виллиса 134
-Ч ебы ш ева 9, 58
преобразования декартовы х прям оугольны х координат 147 Функция передаточная кинемати ческая 128
-скорости точки передаточная 82
-ускорения точки передаточная
82
-целевая 541
-ш трафная результирую щ ая 544
X
Х арактери сти ка кинематическая 24 Х од свободны й 588
- холостой 255
ц
Ц ентр мгновенный 130
-вращения 130
-скоростей 130
Центроида 129
-неподвижная 129
-подвижная 129
Цепь кинематическая 49 Цикл кинематический 610
-рабочий 610
-производственный 610
-технологический 610
-установивш егося движения 165 Циклограмма (график циклично сти ) 610
-линейная 611
-круговая 611
-прямоугольная 611
Цилиндр аксоидный 469
Ч
Частота собственны х колебаний 216
Часть линии зацепления актив ная 467 Число степеней свободы 48
Ш
Шаг 451
Шатун 48
Ширина зубчатого венца 494
Шток 48
Э
Эвольвента 448 - окруж ности 511
-сферическая 492
Эксцентриситет массы 281 Элемент 48
-чувствительности 45
Предисловие |
|
|
5 |
|
Введение |
|
|
|
7 |
РАЗДЕЛ I. МЕХАНИКА МАШИН . |
|
|
13 |
|
ГЛАВА 1. |
Общ ие сведения о механике м аш ин . |
|
13 |
|
1.1. Структура машинного агрегата.. |
|
13 |
||
1.2. Машина и механизм . |
|
|
17 |
|
1.3. Силы, действующие в машинах, и их характеристики |
22 |
|||
1.4. Управление движением машинного агрегата . |
|
30 |
||
1.5. Структурные схемы системы автоматического регулиро |
|
|||
вания хода машин. |
|
|
39 |
|
Контрольные вопросы |
|
|
46 |
|
ГЛАВА 2. |
Строение механизмов |
|
|
47 |
2.1. Основные определения |
|
|
47 |
|
2.2. Кинематические пары и соединения |
|
49 |
||
2.3. Структурный анализ механизма . |
|
|
56 |
|
2.4. Контурные избыточные связи в квазиплоских механизмах |
|
|||
и их исключение . |
|
|
65 |
|
2.5. Структурный синтез механизмов |
|
|
70 |
|
2.6. Классификация механизмов . |
|
|
75 |
|
Контрольные вопросы |
|
|
81 |
|
ГЛАВА 3. Кинематические характеристики механизмов |
82 |
|||
3.1. Основные понятия . . . |
. |
|
82 |
|
3.2. Графики движения (дуговой координаты), скорости, уско |
|
|||
рения и кинематических передаточных функций . |
|
84 |
||
3.3. Координатный способ определения кинематических ха |
|
|||
рактеристик плоских рычажных механизмов . |
. 9 |
3 |
||
3.4. Векторный способ определения |
скоростей и |
ускорений |
|
|
плоских механизмов |
|
|
103 |
|
3.5. Модульная система кинематического анализа механизмов |
106 |
|||
3.6. Примеры графического исследования механизмов |
114 |
|||
3.7. Кинематические характеристики плоских механизмов с |
129 |
|||
высшими парами |
|
|
||
3.8. Кинематические характеристики пространственных ме |
|
|||
ханизмов ................................. |
. . . . |
.. |
. |
139 |
3.9. Метод преобразования декартовых прямоугольных коор |
|
|||
динат |
|
|
|
147 |
Контрольные вопросы |
|
|
|
151 |
ГЛАВА 4. Исследование движения машинного агрегата |
152 |
|
с жесткими звеньями |
||
4.1. Динамическая модель машинного агрегата |
152 |
|
4.2. Приведение сил |
155 |
|
4.3. Приведение масс |
159 |
|
4.4. Уравнение движения механизма |
163 |
|
4.5. Закон изменения скорости механизма, нагруженного си |
|
|
лами, зависящими только от положения |
166 |
|
4.6. Закон изменения скорости механизма, нагруженного си |
|
|
лами, зависящими только от скорости |
170 |
|
4.7. Закон изменения скорости механизма, нагруженного си |
|
|
лами, зависящими как от положения так и от скорости |
173 |
|
4.8. Неравномерность движения механизма |
178 |
|
4.9. Динамический синтез и анализ, выполненные по методу |
|
|
Мерцалова |
. |
181 |
4.10. Динамический анализ и синтез с учетом влияния скоро |
|
|
сти на действующие силы |
190 |
|
Контрольные вопросы |
201 |
|
ГЛАВА 5. Исследование движения машинного агрегата |
202 |
|
с учетом упругости звеньев |
||
5.1. Динамическая модель машинного агрегата |
202 |
|
5.2. Установившееся движение машинного агрегата |
210 |
|
5.3. Исследование влияния упругости звеньев |
216 |
|
Контрольные вопросы |
220 |
|
ГЛАВА 6. Силовой расчет механизмов |
222 |
|
6.1. Основные положения |
222 |
|
6.2. Аналитический метод силового расчета механизма |
231 |
|
6.3. Действие сил в кинематических парах с учетом трения |
243 |
|
6.4. Силовой расчет механизма с учетом трения |
249 |
|
6.5. Потери энергии на трение. Механический коэффициент |
|
|
полезного действия |
|
254 |
Контрольные вопросы |
260 |
|
ГЛАВА 7. Виброактивность и виброзащита машин |
261 |
|
7.1. Источники колебаний и объекты виброзащиты |
261 |
|
7.2. Влияние механических воздействий на технические объ |
|
|
екты и человека |
. |
269 |
7.3. Анализ действия вибраций |
272 |
|
7.4. Основные методы виброзащиты |
274 |
|
7.5. Уравновешивание и балансировка роторов |
|
275 |
|||
7.6. Статическая |
и динамическая балансировка изготовлен |
|
|||
ных роторов |
. |
|
|
. |
287 |
7.7. Виброизоляция. Виброзащитные системы с одной степе |
|
||||
нью свободы |
|
. . . |
|
|
295 |
7.8. Демпфирование колебаний. Диссипативные характери |
|
||||
стики механических систем |
. . |
|
|
304 |
|
7.9. Динамическое гашение колебаний |
|
|
309 |
||
7.10. Поглотители колебаний с вязким и сухим трением |
327 |
||||
7.11. Ударные гасители колебаний . |
|
|
331 |
||
7.12. Основные схемы активных виброзащитных систем |
335 |
||||
Контрольные вопросы |
|
|
|
340 |
|
ГЛАВА 8. Трение и износ элементов кинематических |
341 |
||||
пар механизмов и машин |
|
|
|
||
8.1. Виды и характеристики внешнего трения |
|
341 |
|||
8.2. Основные понятия и определения, используемые в трибо |
|
||||
технике |
|
|
|
|
348 |
8.3. Механика контакта и основные закономерности изнаши |
|
||||
вания . |
|
|
|
|
349 |
8.4. Методика расчета износа элементов кинематических пар |
354 |
||||
Контрольные вопросы |
|
|
|
358 |
|
РАЗДЕЛ II. МЕТОДЫ ПРОЕКТИРОВАНИЯ СХЕМ |
|
|
|||
ОСНОВНЫХ ВИДОВ МЕХАНИЗМОВ |
|
|
359 |
||
ГЛАВА 9. Методы синтеза механизмов с высшими |
|
||||
парами |
|
|
|
|
359 |
9.1. Основные понятия и определения |
|
|
360 |
||
9.2. Основная теорема зацепления |
. |
|
360 |
||
9.3. Скорость скольжения сопряженных профилей |
. . |
367 |
|||
9.4. Угол давления при передаче движения высшей парой |
370 |
||||
9.5. Графические методы синтеза сопряженных профилей |
372 |
||||
9.6. Дифференциальная форма основного уравнения зацепле |
|
||||
ния профилей |
|
|
|
|
375 |
9.7. Производящие поверхности |
|
|
378 |
||
Контрольные вопросы |
|
|
|
382 |
|
ГЛАВА 10. Механизмы приводов машин |
|
383 |
|||
10.1. Основные понятия и определения |
|
|
383 |
||
10.2. Строение и классификация зубчатых механизмов |
386 |
||||
10.3. Рядовые зубчатые механизмы и механизмы со ступенча |
|
||||
то изменяющимися передаточными отношениями |
|
392 |
|||
10.4. Планетарные зубчатые механизмы |
|
402 |
|||
10.5. Волновые зубчатые передачи |
|
|
427 |
||
10.6. К и н е м а ти ч е ск и е схем ы |
з у б ч а т ы х |
м ех ан и зм ов |
п р и в од ов |
|
|
и распределение передаточных отношений между ступенями |
435 |
Контрольные вопросы |
|
445 |
ГЛАВА 11. Цилиндрическая зубчатая передача |
446 |
|
11.1. Передачи внешнего и внутреннего зацепления |
446 |
|
11.2. Эвольвента, ее свойства и уравнение |
448 |
|
11.3. Эвольвентное прямозубое колесо |
450 |
|
11.4. Эвольвентная прямозубая рейка |
452 |
|
11.5. Эвольвентное зацепление |
|
453 |
11.6. Основные положения станочногозацепления |
456 |
|
11.7. Реечное станочное зацепление |
459 |
|
11.8. Подрезание и заострение зуба |
463 |
|
11.9. Эвольвентная зубчатая передача |
467 |
|
11.10. Качественные показатели зубчатой передачи |
472 |
|
11.11. Цилиндрическая передача, составленная из колес с ко |
|
|
сыми зубьями. Выбор коэффициентов смещения |
477 |
|
11.12. Особенности точечного круговинтового зацепления |
|
|
Новикова |
|
482 |
Контрольные вопросы |
|
488 |
ГЛАВА 12. Пространственные зубчатые передачи |
489 |
|
12.1. Коническая зубчатая передача |
489 |
|
12.2. Гиперболоидные зубчатые передачи |
504 |
|
Контрольные вопросы |
|
514 |
ГЛАВА 13. Механизмы с низшими парами |
516 |
|
13.1. Основные этапы синтеза |
|
516 |
13.2. Выбор методов синтеза |
|
519 |
13.3. Условия существования кривошипа в плоских четырех |
|
|
звенных механизмах |
|
522 |
13.4. Синтез четырехзвенных механизмов по двум положени |
525 |
|
ям звеньев |
|
|
13.5. Синтез четырехзвенных механизмов по трем положени |
|
|
ям звеньев |
. . |
530 |
13.6. Синтез механизмов по средней скорости звена и по ко |
|
|
эффициенту изменения средней скоростивыходного звена |
534 |
|
13.7. Построение оптимизационной модели и выбор метода |
|
|
оптимизации |
|
539 |
Контрольные вопросы |
|
546 |
ГЛАВА 14. Кулачковые механизмы |
547 |
|
14.1. Виды кулачковых механизмов и их особенности |
547 |
|
14.2. Закон перемещения толкателя и его выбор |
551 |
|
14.3. Угол давления и коэффициент возрастания сил в кине |
|
|
матических парах |
|
555 |
14.4. Определение размеров кулачкового механизма по задан |
|
|
ному допускаемому углу давления |
|
558 |
14.5. Определение габаритных размеров кулачка по условию |
570 |
|
выпуклости профиля |
|
|
14.6. Определение координат профиля дисковых кулачков |
571 |
14.7. Механизмы с цилиндрическими кулачками |
580 |
14.8. Влияние упругости звеньев кулачкового механизма на |
|
закон движения толкателя и форму профиля кулачка |
582 |
Контрольные вопросы |
586 |
ГЛАВА 15. М еханизмы с преры висты м движением вы |
|
ходного звена |
587 |
15.1. Зубчатые и храповые механизмы |
587 |
15.2. Мальтийские механизмы |
590 |
15.3. Рычажные механизмы с квазиостановками |
597 |
Контрольные вопросы |
598 |
ГЛАВА 16. Управление движением системы механизмов |
599 |
16.1. Система программного управления движением механиз |
|
мов . . . |
599 |
16.2. Циклограмма системы механизмов |
610 |
Контрольные вопросы |
619 |
ГЛАВА 17. М анипуляционные механизмы |
620 |
17.1. Классификация, назначение и области применения |
620 |
17.2. Кинематические схемы, структура и технические харак |
|
теристики манипуляторов |
625 |
17.3. Задачи о положениях манипуляторов |
637 |
17.4. Задачи уравновешивания и динамики |
642 |
Контрольные вопросы |
650 |
Список литературы |
651 |
Предметный указатель. |
652 |
Константин Васильевич Фролов Сергей Александрович Попов Александр Константинович Мусатов Геннадий Алексеевич Тимофеев Василий Александрович Никоноров
ТЕОРИЯ МЕХАНИЗМОВ И М ЕХАНИКА МАШИН
Редактор Г.А. Нилова
Корректор О.В. Калашникова
Художник С.С. Водчиц
Компьютерная верстка В.И. Товстоног
Оригинал-макет подготовлен в Издательстве МГТУ им. Н.Э. Баумана
Санитарно-эпидемиологическое заключение N° 77.99.02.953.Д .005683.09.04 от 13.09.2004 г.
П одписано в печать 24.11.2004. |
Ф орм ат 60 х 90/16. |
Бум ага офсетная. |
||
П ечать оф сетная. |
Гарнитура “Com puter m odern” |
|||
Печ. л. 41,5. |
Уч.-изд. л. 41,2. |
Т ираж |
3000 экз. |
|
|
Зак. № 11273 |
|
|
|
И здательство М ГТ У им. Н .Э. Баумана. |
||||
105005, |
М осква, 2-я Бауманская, 5. |
|||
О тп ечатан о с готового оригинал-макета |
||||
в ГУП ППП «Т и п огр а ф и я |
« Н а у к а » . |
|||
121099, |
М осква, Ш убинский пер., 6. |
|||
ISBN 5 -7038 -1766 -8