Гърбични механизми. Видове, затваряне на контурната двоица, фазови ъгли, геометрични и силови ограничения
Зареждане на оценките…
Откъс от материала
Така изглежда материалът отвътре — показана е само част от него.
Съдържание:
Темата разглежда гърбичните механизми като контурни механизми с две подвижни звена, образуващи контурна двоица, или с три подвижни звена, едното от които е пасивно и намалява триенето. Началното звено, наречено гърбица, има сложен профил, а изпълнителното звено притежава контур с проста форма: окръжност, равнина или острие. Профилът на гърбицата определя функцията на преместване на изпълнителното звено.
Изтъкнато е основното предимство: само с две подвижни звена се реализира преобразуване на движения по сложни закони и се осигуряват точни престои. Престой извършва звено, което остава неподвижно за определен интервал на обобщената координата при непрекъснато движение на началното звено. Посочени са и недостатъците: ниска товароносимост и интензивно износване на профилите, поради което приложението е в устройства с малки натоварвания, автомати, регулиращи, превключващи и управляващи механизми.
Следва класификация. По разположение на звената механизмите са пространствени и равнинни. При пространствените гърбиците може да имат цилиндрична форма, коноид или сложна пространствена форма, а изпълнителните звена извършват транслационни или ротационни колебателни движения. Равнинните се подразделят на механизми с транслационно и с ротационно движение на гърбицата, като вторите са най-разпространени. Разгледани са разновидностите с ролков плъзгач, с ролкова кобилица, с тарелков плъзгач, с плоска кулиса и с острие.
Заключено съдържание
Купете материала за пълен достъп
Тема, по която обикновено се пише много и се обяснява малко. Тук е обратното: всяко твърдение е изведено, всяка формула е обоснована, а всяко ограничение е показано и графично.
Учебна тема по теория на механизмите и машините върху гърбичните механизми.
Материалът обхваща седем страници и е разделен на четири номерирани раздела, които вървят от най-общото към най-точното.
Първият раздел дава основата: какво представляват тези механизми, кое звено е водещото и кое изпълнителното, какво е престой и защо точно тези механизми го осигуряват най-добре. Посочени са и двете им слаби страни, заради които приложението им е ограничено до определен тип устройства. След това следва пълната класификация по разположение на звената, с подвидовете при всяка група и с отделни фигури за всеки от тях.
Вторият раздел въвежда основните понятия: центровата крива и връзката ѝ с профила, четирите характерни участъка на гърбицата и съответстващите им фазови ъгли, ходът на изпълнителното звено и основните размери, с които се работи нататък. Тук е и графиката, на която функцията на положението и предавателните функции са показани една под друга и веднага става ясно как се свързват.
Третият раздел разглежда проблема с отделянето на звената и двата начина той да бъде решен. Геометричният е представен с двата си метода и с недостатъка на единия от тях, а силовият е разгърнат до пресмятане: първо грубата оценка, после по-точното условие, което отчита характеристиката на еластичния елемент.
Четвъртият раздел е най-сериозният и е посветен на ограниченията. Обяснено е какво е заклинване и откъде идва. Въведено е основното понятие, чрез което се оценява качеството на предаването, и е показано нагледно какво се случва при две еднакви по ход, но различни по размери решения. Следва пълното извеждане на условието чрез построяване на план на скоростите, със завъртането и преместването му, до крайното неравенство.
Отделно е разгледано ограничението при плоско изпълнително звено. Показано е какво се случва, когато профилът има вдлъбнат участък, и чрез план на ускоренията е изведен изразът за радиуса на кривина, а оттам и условието за постоянна изпъкналост във вида, в който най-често се използва, заедно с графичното му решение. Накрая са посочени и ограниченията при ролка, свързани с рогови и самопресичащи се точки.
Общо в материала има петнадесет номерирани фигури и двадесет и четири номерирани формули, като всеки извод е проследен стъпка по стъпка, а не е даден наготово.
За преподавателя: готова основа за упражнение или за лекционен час по темата. Класификацията се раздава като схема за попълване, графиките на фазовите ъгли се четат заедно с класа, а двете извеждания чрез планове на скоростите и ускоренията служат за показване на самия метод.
За студента: цялата тема на едно място, с всички означения и с ясна връзка между теорията и пресмятането. Подходяща за подготовка за изпит, за решаване на задачи, за курсова работа и за преговор преди защита.
Свързани материали
Цилиндрични зъбни колела с прави и наклонени зъби – сили в зацепването и якостно изчисляване на огъване и на контактна якост
Разработка, в която не се приема нищо наготово. Двете основни якостни условия не са дадени като формули за запомняне, а са изведени стъпка по стъпка – от опростяващото допускане до крайния израз с всичките му коефициенти. Именно това довеждане докрай прави материала стойностен. При такива теми обичайното е формулата да се съобщи и после да се обяснят означенията ѝ; тук се вижда откъде идва всеки неин член. Темата са цилиндричните зъбни колела, а изложението е на дванайсет страници в три номерирани точки. Първата точка е за силите. Тя започва с разделяне на три групи според произхода им, а после посочва какво точно се пренебрегва и защо взаимодействието се свежда до една посока. Разгледани са двата случая поотделно. При правите зъби нормалната сила се разлага на две съставящи, при наклонените – на три, като при всяка е обяснено какво поражда и какво не. И при двата случая изразите са дадени чрез въртящия момент. Втората точка е за огъването и е най-обширната. Тя започва с приемането, че зъбът е конзолна греда, и с посочване на най-застрашеното сечение. Следват седем изрично изброени предпоставки, всяка в отделен ред. Оттам изводът върви последователно: израз за напрежението, определяне на съпротивителния момент, изразяване на силата, заместване. По средата е вмъкнато разсъждение за един геометричен параметър, което обяснява защо здравината на зъба расте с неговото нарастване – и точно затова той се внася в израза. Накрая са въведени два коефициента и е дадено окончателното условие с корекциите за седемте допускания. Третата точка е за контактната якост. Тук допускането е друго – двата зъба са заменени с два притиснати цилиндъра, – а изводът стъпва на известна формула от теорията на еластичността. Обяснени са четирите величини в нея, а после и радиусите на кривина. Финалният израз обединява геометрията, свойствата на материала и четири отделни коефициента, всеки с обяснено предназначение. Материалът съдържа четири фигури и двадесет и пет номерирани израза. Всички формули и означения са вмъкнати като изображения – общо шейсет и осем, – което ги прави четливи, но не позволява да бъдат редактирани. Преподавателят получава готова опора за няколко учебни часа, без нужда от подготовка. Трите точки вършат работа и поединично – силите в единия час, двете якостни условия в следващите. Студентът разполага с конспектен въпрос в завършен вид, при който всяка стъпка следва от предходната. Годен е за писмен изпит и за курсова задача с проектиране на предавка.
Машинознание, част втора – „Сили и якост на звената": лекционен курс за силите в машините, идеалните реакции, масовите характеристики и якостните натоварвания
Учебен материал по машинознание, представляващ втората част от лекционен курс – записки на лекциите на проф. дтн Михаил Милков, обработени от доц. дтн Надежда Йончева. Изложението обхваща двадесет и две страници и следва последователността на учебната програма от основните понятия за силите до якостните изчисления на отделните звена. Началният раздел разглежда силите в машините и тяхното деление на активни сили, реакции в двоиците и масови сили, придружено от основните аксиоми при опериране със сили. Оттам изложението преминава към момента на сила, двоицата сили и редукцията на равнинна система сили до главна сила и главен момент, както и към условията за равновесие при равнинна и при пространствена система. Следващият дял е посветен на определянето на идеалните реакции – условията за статична определимост, реакциите при греди и при механизми, включително пресмятането на уравновесяващия момент чрез моментови условия. Отделно място заемат масовите сили и масовите характеристики на звената: силите на тежестта, статичният момент и масовият център на сечение, инерционните сили и масовият инерционен момент, с изведени зависимости за плътен и за кух цилиндър. Втората половина на курса обхваща якостната част. Разгледани са вътрешните усилия в звената и якостните хипотези, разрезните усилия и построяването на диаграмите за надлъжно усилие, срязваща сила и огъващ момент, нормалните и тангенциалните напрежения, натоварването на опън, натиск и срязване, законът на Хук и коефициентът на Поасон, усукването на цилиндричен вал с полярния инерционен и съпротивителния момент, както и огъването на права греда с осовия инерционен момент и съпротивителния момент на сечението. Текстът е богато онагледен – съдържа двадесет и девет фигури с разчетни схеми и диаграми и близо петдесет номерирани формули. На преподавателите материалът служи като готова основа за подготовка на лекции и упражнения, а на студентите – за самостоятелна подготовка, за решаване на задачи и за преговор преди изпит по машинознание, теоретична механика и съпротивление на материалите.
Степени на свобода и видове механизми – учебен материал: пространствен и равнинен механизъм, конструктивни особености, лостови механизми
Лекция, чиято сърцевина са две формули. Едната се извежда за движение в пространството, другата за движение в равнина — и всяка стъпка от извеждането е обяснена, вместо резултатът да се съобщи наготово. Именно това довеждане докрай отличава материала. Студентът вижда откъде идва всеки член в израза и защо коефициентът пред него е точно такъв. Темата е втора от лекционен курс по машинознание и е събрана на шест страници, разпределени в пет подраздела. Началото дава определение и веднага го превежда на практически език — колко задвижвания са нужни на един механизъм и оттам колко двигателя. Тук е и второто приложение на понятието, което рядко се обяснява: как по същата стойност се преценява дали изследваната съвкупност изобщо се движи, или е неподвижна конструкция. Обяснено е и какво означава отрицателен резултат. Средището са двете извеждания. При първото е показано защо всяко звено носи по шест величини, как всяко съединение отнема брой от тях според класа си и как разликата дава търсеното число. Второто извеждане следва същия ход, но за движение в равнина, където изходните величини са по-малко. Особено ценна е четвъртата част. Тя разглежда случаите, в които изчислението дава подвеждащ резултат — конструктивни особености, при които формулата трябва да се приложи с уговорка. Именно тези случаи затрудняват най-много на изпит. Петата част е класификацията. Механизмите са разпределени по няколко признака, а отделно внимание е отделено на най-простите от тях, изградени от лостове. Изложението стъпва на седем номерирани формули и единадесет фигури. Означенията са пояснени при първата си поява, а изводите вървят без прескачане на междинни стъпки. Особено полезно е разграничението между трите вида механизми според наложените ограничения — пространствени, равнинни и такива с движение по концентрични повърхнини. Преподавателят получава готова лекция за един или два учебни часа, при която частите вършат работа и поединично — например само извеждането или само класификацията. Студентът разполага с тема, която стъпва пряко на предходната и подготвя следващите. Годна е за преговор преди изпит, а формулите се научават заедно с обосновката им.
Съединители с автоматично действие – центробежни, предпазни и със свободен ход: схеми и изчисляване
Материалът представлява подробна теоретична разработка по въпрос № 32 „Съединители с автоматично действие – схеми и изчисляване“, която систематизира устройството, принципа на действие и основните изчислителни зависимости при три характерни групи съединители: центробежни, предпазни и съединители със свободен ход. Изложението е организирано последователно и съчетава обяснителен текст, принципни схеми, означения и формули, което прави материала подходящ за подготовка по машинни елементи и сродни технически дисциплини. Първият основен раздел е посветен на центробежните съединители. Представено е тяхното предназначение за автоматично включване или изключване на задвижвания вал при достигане на определена честота на въртене на водещия вал. Разгледани са два конструктивни варианта – нормално изключен и нормално включен съединител. Чрез схемите се проследява взаимодействието между челюстите, барабана, пружините и центробежните сили, както и промяната на режима при увеличаване или намаляване на ъгловата скорост. Включени са зависимости за определяне на предавания въртящ момент и условията, при които настъпва включване или изключване. Вторият раздел разглежда предпазните съединители и тяхната функция да разединяват валовете при нарастване на въртящия момент над допустима стойност. Материалът въвежда основните разновидности – с разрушаващ се елемент, пружинно-палцови и фрикционни – и се съсредоточава върху конструкция с разрушаващи се щифтове. Представена е принципна схема и е показано как предаването на въртящия момент се прекратява при достигане на гранично натоварване. Изчислителната част свързва допустимия момент с броя на щифтовете и якостните характеристики на материала им. Третият тематичен блок е посветен на съединителите със свободен ход. Обяснен е принципът, при който движението се предава само в определена посока и до момента, в който скоростта на водимото звено не превиши тази на водещото. Чрез принципната схема е проследена ролята на ролката, клиновия канал и силите на триене при включване и изключване. Анализирани са нормалните сили и силите на триене, а последователно изведените зависимости показват условието за заклинване и начина за определяне на геометричните параметри на съединителя. Разработката е подходяща за подготовка за изпит, текущ контрол, самостоятелен преговор или систематизиране на знанията. За обучаемия тя предлага компактна и логично подредена връзка между конструкция, действие и изчисляване, а за преподавателя – готов тематичен ресурс с три ясно обособени вида автоматично действащи съединители и техните характерни работни режими.
Машинознание, част трета – „Елементи на механизмите": лекционен курс за еластичните елементи, съединенията, лагерите и зъбните механизми
Учебен материал по машинознание, представляващ третата част от лекционен курс – записки на лекциите на проф. дтн Михаил Милков, обработени от доц. дтн Надежда Йончева. Изложението обхваща двадесет и шест страници и разглежда основните градивни елементи на машините, повечето от които се изработват серийно по международни стандарти. Първият раздел е посветен на еластичните елементи. Изяснено е тяхното предназначение чрез разграничаване на измервателните, силовите, вибрационните и кинематичните елементи, представени са видовете пружини – винтови, плоски и обемни, и са изведени зависимостите за напреженията и деформациите заедно с характеристиката на пружината. Вторият раздел обхваща неразглобяемите съединения. Разгледани са нитовите съединения с видовете глави и изчислителните им зависимости, пресовите съединения, заваряването и запояването в различните им разновидности, както и залепването. Третият раздел е посветен на винтовите съединения. Проследени са винтовата линия и видовете резби, параметрите на винта и гайката, геометричните и силовите съотношения при затягане, както и средствата срещу саморазвиване. Четвъртият и петият раздел разглеждат лагерите. При плъзгащите са изведени триещият момент, машинните и прецизните лагери, работата на масления клин и особеностите на лагерите на центри и с остри шийки. При търкалящите са представени триещият момент, съставните елементи, класификацията по вид на телата и по посока на натоварването, както и подбирането по каталог с отчитане на съответните коефициенти. Последните раздели обхващат зъбните колела и зъбните механизми: основната теорема на зацепването, еволвентното зацепване и неговите свойства, параметрите на зъбното колело, обикновените зъбни механизми с външно и вътрешно зацепване, конусните и червячните предавки, многостъпалните редуктори и епицикличните механизми с формулата на Вилис. Изложението съдържа четиридесет и четири фигури с кинематични схеми, разрези и разчетни чертежи, както и четиридесет и пет номерирани формули. На преподавателите материалът дава готова основа за лекции и упражнения, а на студентите от техническите специалности – опора при решаване на задачи, при подготовка за контролни работи и при преговор преди изпит.
Относително движение при лостови механизми – учебна разработка по теория на механизмите и машините: положения, скорости, ускорения и Кориолисово ускорение с решени примери
Разработката представя един от ключовите раздели в кинематиката на механизмите – относителното движение при лостови механизми – в последователност, която води от векторното описание на положенията до пълното графично решение на конкретна кинематична задача. В началото е разгледана плъзгащата кинематична двоица, съставена от кулиса и плъзгач. Въведени са координатната система и условната равнина, спрямо които се описва движението, а положението на характерната точка е представено чрез абсолютен, преносен и относителен радиус вектор. Оттам е изведена и векторната зависимост между абсолютната, преносната и релативната скорост, с пояснение какво описва всяка от тях и от какво се определя в кинематичните задачи. Обособен раздел е посветен на Кориолисовото ускорение. Проследено е поетапно неговото извеждане при праволинейна кулиса – чрез изменението на релативната скорост по посока и на преносната скорост по големина – с придружаващи схеми на векторните построения. Разгледан е и случаят на относително движение по окръжност при криволинейна кулиса, както и историческата бележка за формулирането на теоремата. Практическата част съдържа решени примери. В първия е анализиран кулисен механизъм по зададени размери и постоянна ъглова скорост на началното звено, като се търсят скоростите и ускоренията на определени точки и ъгловите скорости и ускорения на звената. Показани са построяването на плана на положението, на плана на скоростите и на плана на ускоренията, изборът на мащабни коефициенти, използването на подобието на триъгълници и определянето на нормалната и тангенциалната съставка. Вторият пример разглежда тангенсен механизъм с водеща кулиса, като са дадени начални данни, данни от плановете и последователността на построенията, а част от пресмятанията е оставена за самостоятелно довършване. Материалът е подходящ за подготовка за изпит и текущ контрол, за преговор по темата, за самостоятелна работа върху планове на скоростите и ускоренията и за ориентиране в методиката на решаване на подобни задачи.