Механизмнің күштік талдауы

1.1 Механизмдерді күштік талдаудың мақсаты:

Механизмнің динамикасын зерттеудің бір мәселесі ретінде звенолардың бір-біріне өзара әсер ету күштерін , яғни кинематикалық жұптарда пайда болатын қарымта реакция күштерін жәнемеханизмнің қандайда бір звеносына түсірілген теңгеруші күшті анықтау болып табылады. Бұл күштерді анықтау механизмдердің жекелеген бөлшектерінің беріктігін, кинематикалық жұптардағы үйкеліс күшін, жанаса орналасқан бөлшектердің қажалуын есептеу т.б. шамаларды табу кезінде үлкен роль атқарады.

Механизмнің күштерін табу үшін алдын ала мынадай шамалар берілуі керек:

5. 
   Механизмнің кинематикалық сұлбасы;
   
6. 
   Звенолардың массалары мен инерция моменттері;
   
7. 
   Жетекші звеноның қозғалыс заңы;
   
8. 
   Механизмнің звеноларына сырттан әсер етуші сыртқы кұштер;
   

7. 
   Барлық кинематикалық жұптардағы қарымта күштерді;
   
8. 
   Теңгеруші күшті немесе моментті;
   

Механизмжұмыс істеп қозғалып тұрған кезде оның звеноларына қозғаушы,қарсылық және т.б. алдын ала тауып алуға болатын күштер әсер етеді.

Қозғалыс беруші күштер деп звеноның қозғалысын одан әрі жылдамдатуға әсер етуші, жұмысы оң таңбалы күштерді айтады.

Керісінше звеноның қозғалысын баяулатуға тырысатын жұмыстары теріс таңбалы күштер кедергі деп аталады. Олар зиянды және қажетті болып табылады. Машина немесе механизм қандайда бір жұмыс атқару үшін арнайы жасалынды, сол жұмыс кезіндегі қарсылық қарсылық күштер өндірістік немесе қажетті кедергі күштер деп аталады. Механизм звеноларына етуші күштердің сан мәні немесе бағыты тұрақты және айнымалы болуы мүмкін.

Кинематикалық жұптардағы қарымта күштерді анықтау Даламбер принципіне бағынады.Және кинестотикалық әдісі бойынша звеноларға әсер ететін сыртқы күштер мен қарымта күштеріне инерция күштерін қосатын болсақ, онда бүкіл күштер жиынтығы үдемелі қзғалыс кезінде пайда болады. Осы күштерді қалай анықтауға болатынын қарастырайық.

1.3 Инерция күштерін және инерция моменттерін анықтау

Қатты дененің элементар инерция күштерінің жиынтығы инерция күштерінің бас векторымен бас моментіне келтірілетіні теориялық механика пәнінен белгілі. Күш векторлық шама ретінде үш параметрмен: сан мәні, бағыты және түсірілген нүктесі арқылы сипатталуы керек.

Инерция күштерінің бас векторының сан мәні звеноның массасымен оның ауырлық нүктесінің үдеуінің көбейтіндісіне тең, ол үдеуге қарама-қарсы бағытталған және ауырлық нүктесіне түсіріледі.

Pu₂=m₂·as₂;

Pu₃=m₃·a_B;

1 жағдай үшін

Pu₂=12000·9,6=115200 H

Pu₃=18000·9,6=172800 H

10 жағдай үшін

Pu₂=12000·6,8=81600 H

Pu₃=18000·6,6=118800 H

Инерция күшінің бас моменті звеноның бұрыштық үдеуі мен сол звеноның массаларының орта нүктесі арқылы жүргізілген өскеқатысты инерция моментінің көбейтіндісіне тең, ал бағыты звеноның бұрыштық үдеуіне қарама-қарсы, яғни

1 жағдай үшін

10 жағдай үшін

Инерция күшінің моментін жіктеп жазамыз:

1 жағдай үшін

10 жағдай үшін

Ауырлық күштері

1.4 II₂(2,3) Ассур тобының күштік талдауы

II класты 2 ретті Ассур тобының әр бір түрінің звеноларындағы кинематикалық жұптарда пайда болатын қарымта күштерді анықтауға болады.

Айналмалы кинематикалық жұптарда пайда болатын сан мәні мен бағыты белгісіз қарымта күшті тек сан мәні белгісіз екі күшпен өрнектейміз, звеноға параллель құраушысы деп алып, перпендикуляр құраушысы деп белгілейміз.

Ассур тобының звеноларға әсер етуші күштердің векторлық қосындысы мынадай шарттарды қанағаттандыруы тиіс:

1. 
   Белгісіз қарымта күштер теңдеудің оң жақ шетіне орналасуы тиіс.
   
2. 
   Әрбір звеноға әсер етуші айналмалы жұпта пайда болатын қарымтаның
   

Күштердің векторлық қосындысы болғандықтан мұндағы белгісіздерді табу үшін міндетті түрде күштердің жобасын салу керек. Ол мынадай ретпен орындалады:

а) Жобаның масштабтық коэффициенті таңдап алынады: ;

б) Ең бірінші белгісіз күштің бағытына параллель сызық жүргізіледі.

в) Сол сызықтың бойынан бір нүкте алынып, одан қосындыдағы келесі белгілі күш, сөйтіп барлық сан мәндері бар бағыты белгілі күштерді бірінен соң бірін көрсетеді.

3. Соңғы белгілі күштің шеткі нүктесі арқылы қосындының ең соңында белгісіз күштің бағытына параллель сызық жүргізіледі. Бастапқы сызық пен соңғы сызықтың қиылысатын жері бірінші бас нүктесін, ал соңғы белгісіз күштің ұшын көрсетеді, яғни бүкіл күштер бағыты бір бағытта болады.

Күштікжобаны тұрғызған соң белгісіз күштерді анықтаймыз.

1-жағдай үшін

10-жағдай үшін

Жетекші звеноның күштік талдауы:

Күштік жобадан кесіндісін параллель жетекші звеноның А нүктесіне ал теңгеруші күш ОА-ға кривошипке перпендикуляр түсіреміз:

1-жағдай үшін

Р_тең =

М_тең = Р_тең ·loa=87750·0,16=14040 Нм

10-жағдай үшін

Р_тең =

М_тең = Р_тең ·OA=93637,5·0,16=14982 Нм
Жетекші звеноның векторлық қосындысын тұрғызу.

_тең

Бұны жоғарыда келтірілген реттегідей орындай отырып жүзеге асырамыз:

1)-ді табамыз масштабтың коэффициент қабылдау арқылы:4000

67·4000=268000 Н

10) Масштабтық коэффициент 4000

52·4000=208000 Н

1.8 Жуковский теоремасы:

Кривошиптің А нүктесіне түсірілген теңгеруші күштің Р^' тең шамасын Жуковский әдісі бойынша анықтауға болады.

Ол үшін:

а) механизмнің орналасу қалпына сәйкес алынған жылдамдықтар жобасын кез келген бағытта 90⁰ –қа бұрып орналастырамыз.

б) Осы жылдамдықтар жобасына механизмге әсер ететін сыртқы (инерция, ауырлық, қозғаушы немесе кедергі) күштерін өздерінің бағыты бойынша аттас нүктелеріне түсіреміз. Қарымта күштер есепке алынбайды.

в) «Қатаң иіннің» тепе-теңдігін қарастырамыз, яғни помеске қатысты барлық күштердің моменттерінің қосындысынан белгісіз теңгеруші күшті Р^' тең табамыз.

Бір ескерілетін жағдай, кейбір звенолардың инерция күштерінің моменті Mu бар болса, онда оларды «қатаң түрде» сол звеноның шеткі нүктелеріне әсер тететін сан мәні тең, бағыттары қармама- қарсы қос күшпен ауыстыруы керек.

Бастапқы берілгені ретінде z-доңғалақтағы тістер саны, х-түзету коэффициенті , m-модуль -ілініс бұрышы (градуспен) көрсетіледі.

Яғни бірінші доңғалақ үшін z,x,m, , ал екінші доңғалақ үшін z₂,x₂,m, .

Сызу реті.

13. 
    Іліністің сызбадағы салу масштабын тістің биіктігі n=50 мм кем болмауы керек сол масштабқа бүкіл геометриялық өлшемдерді келтіреміз.
    
14. 
    Доңғалақтардың айналу остерін О₁және О₂ әріптерімен белгілеп, осьаралық қашықтықты жүргіземіз. Кейде олар сызбаның сыртына шығып та кетеді тек тістердің ілініскен жері сызбаға көрсетіледі.
    
15. 
    r және r радиустарымен бастапқы шеңберлерді сызамыз. Олар осьаралық арақашықтықтың Р нүктесінде жанасады. Р нүктесі – ілінісу полюсі деп аталады.
    
16. 
    rв₁ және rв₂ радиустарымен негізгі rа₁ және rа₂ радиустарымен ұшы, rжәне rрадиустарымен ойыс шеңберлерін жүргіземіз.
    
17. 
    Ілінісу нүктесі арқылы екі бастапқы шеңберлерге ортақ жанама болатын сызығын сызамыз.
    
18. 
    Д нүктесін бастыра негізгі шеңберлерге жанастырып N₁ N₂ ілінісу сызығын жүргіземіз.
    
19. 
    Эвольвента басталатын нүктені анықтау үшін келесі әдісті қолданамыз. DN және PN түзуін бірдей 4 бөлікке бөлеміз (N₁B=BC=CD=DP). В нүктесінен радиусы болатын доғаны негізгі шеңдермен қиылысқанша жүргіземіз. Осы анықталған негізгі шеңбердегі Р' нүктесінен бастап эвольвента сызамыз.
    
20. 
    Эвольвентаның басталатын Р' нүктесінен ойыс шеңберлеріне дейінгі аралық болатын доғамен сызылады.
    
21. 
    Бірінші тістің симметрия өсінен сол және оң жақтарына r бұрышының адымына сәйкес бұрыштарды жүргізіп көршілес екі тістің симметрия өстерін сызамыз. Соған сәйкес тістердің көрінісін саламыз.
    
22. 
    Екі доңғалақтың ұш шеңберлерімен қиылысатын нүктелері арқылы N₁,N₂ ілінісу сызығының бойынан оның жұмыс бөлігі АВ кесіндісін аламыз.
    
23. 
    Тістің жұмыс бөлігін былай анықтаймыз: А нүктесі бірінші доңғалақтық ұш шеңбері мен ілінісу сызығының қиылысқан нүктесі болсын. Осы нүктені екінші доңғалақтың айналу О₂ өсімен қосып, доға жүргізсек, тістің эвольвента сызығымен қиылысатын нүктесін аламыз. Осы нүктеден ұш шеңберіне дейінгі аралық тістің жұмыс бөлігі болады.
    
24. 
    Керісінше В нүктесін басып О₁ В радиусымен доға жүргізсек, бірінші доңғалақтың тісінің жұмыс бөлігі табылады.
    

Тісті іліністің есептелуі:

Берілгені:z₁=10; z₂=12; m=5мм;

Ось аралық қашықтығын анықтаймыз:

Бөлгіш диаметрлер:

Осьаралық бөлгіш кашықтығын анықтаймыз:

Қабылданғанкоэффициенті:

Бастапқы шеңберлердің радиустары:

Тексеру:

Тіс ұшының радиустары:

Ойыс шеңберлерінің радиустары:

Тістің биіктігі:

Бөлгіш шеңбер бойынша тістің қалыңдығы:

Негізгі шеңберлердің радиустары:

Ұш шеңберіндегі тістің қалыңдығы:

Ұш шеңберлері бойынша тіс қалыңдығының коэффициенті:

Қамту коэффициенті:

Қортынды:

Сонымен қатар тісті іліністің геометриалық синтезі жүзеге асырлып,тісті механизмның негізгі параметрлері есептелді.

ды қорғауға арналған сұрақтар жұмыстың әдістемелік нұсқауында келті-

рілген.

6. ЖСӨЖ және СӨЖ мазмұны.

Оқытушының жетекшілігімен студенттердің өздік жұмысы – бұл кредиттік жүйемен оқу кезінде оқу жұмысының бір түрі, онда диалогтық тәртіпте аудиториялық сабақ түрінде өткізіледі, сонымен бірге аудиториядан тыс кеңес түрінде жүргізіледі.

Оқытушының жетекшілігімен студенттердің өздік жұмысының мазмұны және студенттердің өздік жұмысы кесте 4- кестеде келтірілген.

4- кесте

ЖСӨЖ		СӨЖ
аудиториялық	аудиториядан тыс
Кинематикалық жұптардағы жергілікті артық байланыстар.	Артық байланыстардың машиналардың жұмыс- істеу қабілетіне және сенімділігіне әсері.		Кіріспе. Машиналар және механизмдердің негізгі түсінігі.
Жазық иінді механиз- дердің кинематика- лық берліс функцияла- рын анықтауда анали- тикалық әдістерді пайдалануда ЭЕМ қолданыу.	Кеңістіктегі механизмде- рдің кинематикалық сип- атамасы.		Кеңістіктегі механизм- дердің құрлымдық тал- даудың классификация- сы.
Қалыптаспаған тәртіп механизмдердің жыл- дамдығының өзгеру заңы.	Иінді механизмдердің есептеуінің аналитика- лық әдістері.		Механизм звеноларына әсер ететін күштер.
Механизмдердің теңгермеу түрлері.	Роторлардың теңгермеу және олардың түрлері.
Машиналардағы және механизмдердегі үйке- ліс түрлері.	Кинематикалық жұптар -дың элементерінің тозу- ын есептеу.		Айналмалы кинматика- лық жұптардағы үйкеліс тер.
Механизмдердің күштік талдауында үй- келіс түрі.	Үйкеліске энергияның шығындануы.
Статикалық теңгеріу тәсілі.	Машиналардың дірілак- тивтігі және дірілден қорғау.		Механизм звенолары ның инерция күштерін тенгеріу.
Төмен жұпты механ измді кинематикалық сұлбасын синтездау.	Жоғарғы жұпты механ измді синтездау.		Синтездің негізгі міндеті.
Тербелісті динамика лықтүрде өшіру.	Машина мен механ- змдердің динамикалық моделдері.
Роботармен манипуля- торлардың механизм- дері.	Планетарлық механизм- дердің сұлбасын таңдап алыу.		Планетарлы берлістер- дің кинематикасы.
Эвольвентті пішінді тісті берлістерден қысқаша мәлемет.	Тіс профилін түзету.		Модул шамасын және тістердің санын таңдап алыу.
Конусты тісті берлістер.	Гиперболоидты тісті берлістер.		Тістер профилінің қиылуы.
Планетарлық механиз- мдердің тістер санын таңдап алыу.	Төменгі кинематикалық жұптардағы үйкеліс.		Конспект
Ілгермелі қозғалыста- ғы төменгі кинематика лық жұптардағы үйкеліс.	Бұранда жұптардағы үйкеліс.		Жоғарғы кинематикалық жұптардағы үйкеліс.
Үздікті қозғалыстағы механизмдер.	Цилинрлі жұдырқшалы механизмдер.		Механизмдер жүйесінің циклограммасы.

«Машиналар және механизмдер теориясы» пәнінің күнтізбелік

жоспары

Апталар	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	13	14	15
		ЗЖ1	ОСӨЖ1	СӨЖ1	ОСӨЖ2	ЗЖ2	СӨЖ2	СӨЖ3	ОСӨЖ3	СӨЖ4	ЗЖ4	ОСӨЖ4	ЗЖ5	ЗЖ6	СӨЖ5
Балл		30	10	30	10	30	30	30	10	30	30	10	30	30	30
Барлығы балл		30	10	30	10	30	30	30	10	30	30	10	30	30	30