Решение дифференциальных уравнений Примеры решения типовых задач Курс практики по математике Инженерная графика Машиностроительное черчение История дизайна Архитектура ПК Лабораторные работы Курс лекций по физике теплоэнергетика
Теория механизмов и машин Методы изготовления зубчатых колес Конические зубчатые передачи Трение в кинематических парах Коэффициент полезного действия (КПД) Повышение надежности машин

Теория машин и механизмов

Кинематический анализ универсального шарнира Гука

Цель  работы- исследование кинематики универсального шарнира Гука, определение зависимости между углами поворота ведомого и ведущего валов.

Основные понятия

Универсальный шарнир (рис.1.) представляет собой сферический четырехзвенник, т.е. механизм, состоящий из четырех звеньев, соединенных вращательными парами, оси которых проходят через одну общую точку.

Механизм предназначен для передачи вращения между пересекающимися осями I и II с межосевым углом a, который в процессе работы может изменять свою величину. Расчет статически неопределимой фермы


Рис.1.

Особенностью данной передачи является неравномерность вращения ведомого вала при постоянной угловой скорости ведущего вала. Зависимость между углами поворота валов j1 и j2’ определяется из выражения:

  (1)

Продифференцировав по времени выражение (1) и освободившись от угла j2’ ,определим передаточное число шарнирного механизма:

 (2)

где - угловые скорости шарниров.

Из формулы (2) следует, что передаточное число универсального шарнира- величина переменная. При увеличении угла a, как это видно из графика на рис.2., неравномерность вращения возрастает.

Коэффициент неравномерности

Для передачи вращения с одинаковыми угловыми скоростями применяют двойной универсальный шарнир, например, в силовой передаче автомобиля.


Рис.2.

Порядок выполнения работы

1.Установить ведущий вал I и ведомый вал II универсального шарнира: а) так, чтобы угол a равнялся 0о (на одной оси)

в) угол a=10о

с) угол a= 30о

2.Сообшить вращение механизму, фиксировать углы поворота j2 ведомого вала через каждые 30о поворота ведущего вала.

5.Вычертить схему механизма. По формуле (1) вычислить значения углов j2’ , соответствующие углам j1.

6.По формуле (2) рассчитать передаточные отношения i12 для различных значений j1 и коэффициент неравномерности.

7.Результаты расчетов занести в таблицу 1 отчета по лабораторной работе.


8.По данным таблицы построить графики  (рис.3).

Рис.3.

9.Определить погрешность эксперимента по формуле:

10. Рассчитать коэффициент неравномерности .

Форма отчета

Название лабораторной работы.

Цель лабораторной работы.

Краткие теоретические сведения.

Экспериментальные данные.

Таблица 1 для трех значений угла a1o (0о, 10о, 30о)

Таблица 1

a1o

j1o

0

30

60

90

120

j2

j2’

i12

d%

Графики

Выводы.

Сопротивление материалов Задача  Геометрические характеристики симметричной плоской фигуры (поперечного сечения балки)

Внутренние усилия и перемещения при продольной деформации

Определить реакции опор и построить эпюры поперечных сил  и изгибающих моментов . Подобрать из условия прочности прямоугольное сечение при установленном соотношении сторон и построить эпюры изменения по высоте сечения нормальных и касательных напряжений. Определить по уравнению изогнутой оси вертикальные перемещения и построить эпюру их изменения по длине балки.

Внутренние усилия и перемещения в статически определимой плоской раме

Расчет неразрезной балки по уравнению трех моментов

Расчет на жесткость стержня постоянного сечения.

Для стержня постоянного сечения (рис. 2.4) необходимо построить эпюру углов закручивания и из условия жесткости найти искомое значение диаметра стержня d. Материал стержня – сталь, G=80Гпа.

2.2.1. Построение эпюры углов закручивания.

Разобьем стержень на участки AB и BC (рис. 2.5). В пределах каждого участка возьмем произвольные сечения z1 и z2 соответственно.

 Из условия равновесия определим момент в заделке:

 Участок AB (0£z1£l1+ l2):

Участок BC (l1+ l2£z2£ l1+ l2+l3):

  Находим углы закручивания в долях 1/GIp.

На участке АВ:

ввиду наличия заделки в точке В.

Функцией угла закручивания на участке АВ является парабола, вторая производная от которой отрицательна, следовательно, парабола выпуклая.

На участке ВС:

По полученным данным строим эпюру углов закручивания Эj в долях от GIp (рис. 2.5).

Силы упругости Свойство тел устранять вызванную внешними силами деформацию называется упругостью. Мерой упругости является напряжение. Абсолютно упругое тело – тело, которое полностью восстанавливает первоначальную форму после снятия нагрузки (т.е. исчезает упругая деформация) (мяч). Совершенно неупругое тело – тело, полностью сохраняющее вызванную в нем деформацию после снятия внешней нагрузки (пластилин) (остаточная или пластическая деформация).


Расчет напряжений и перемещений при сложной деформации