Файл: Движение механизма под действием заданных сил программированное учебное пособие для студентов механических специальностей..pdf

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 07.04.2024

Просмотров: 31

Скачиваний: 0

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

38. (к стр. 40)

Ваш ответ. Обобщенная сила является без­ размерной. Давайте разберем, так ли это? Об­ ратимся к теоретической механике. Обобщен­ ной силой называется коэффициент, стоящий в выражении суммы работ задаваемых сил при 'соответствующих обобщенных возможных пе­ ремещениях, т. е.

д - 6ч = 2 А.

Если безразмерная, то ^ должно быть ра­ ботой, но — есть приращение обобщенной координаты, которая для машин, большей ча­ стью, есть угол поворота звена приведения.

Следовательно, ^=8®, а ^ср не является работой, а есть параметр, определяющий по­ ложение системы (машины).

Вернитесь к стр. 40 и дайте правильный от­ вет.

38


39. (к стр. 35)

Ваш ответ. Уравнение движения имеет вид:

3

— (R - г) -<р - g - sin <г = 0 ..

Ошибка в вычислении обобщенной силы. В на­ шей системе действуют только силы веса, та есть »мы имеем консервативную систему, а по­ этому обобщенную силу можно определять по. формуле:

_дП _ _<Ш r)q да

В нашем случае

Г " * Г ' П = - G • Ус ,

*

где ус — путь центра масс от положения рав­ новесия цилиндра. Цилиндр поднимается, сле­ довательно, потенциальная энергия будет со знаком »минус.

Далее имеем:

• у с = ( К " г) СОЯф,

что дает

П = - G(R - г) соэф,

и

(cos«p)' = - sin ф .

Вернитесь к стр. 35 и придите к верному ре­ шению.

за

40. (к стр. 34)

Ваш ответ. Уравнение движения получаем в виде:

dw

ш2

д/п

 

ДМ: =^n*~dT

2

с)?

(6)

Правильно. Вы учли, что приведенный момент инер­ ции есть функция угла поворота звена приведения, ко­ торая тоже изменяется с течением времени. Имея:

получаем

и, наконец,

 

0)2

 

Т - / - - Т

 

ат_ _

 

d--f

д? ~

2

<ТГ __ сГГ

=/„

 

ду дм

 

d

 

 

 

 

do>_d¡„

d<f

i г

dm

d t v "

dt

 

 

 

"dT ~~

<b di

»+/„■

 

 

 

 

_

d/„

,

,

,

dt

 

 

 

 

 

 

d? •U)'

r / n-

 

 

Подставляем все в уравнение Лагранжа:

 

 

ЁЬ!.W2-L/

dt

 

2

^ 5 :--ДМ

 

 

d-f

"

 

c>í

 

 

 

 

 

do»

 

д/ц

::Д М.

 

 

 

 

~dt

 

 

 

da

 

 

 

Теперь

выясним

размерность

обобщенной

силы в

общем случае?

 

 

 

35).

 

 

 

 

 

Самая различная (стр.

 

 

 

 

 

Безразмерная

(стр.

38).

 

 

 

 

 

 


41.

(к стр. 35)

Ваш отпет.

3 (R — г) ф + g • sin (р = 0 .

Правильно. Цилиндр совершает плоско параллель­ ное движение По теореме Кенига:

Т—— mV,.*

/Р-«3

2

 

2

Для плоского цилиндра:

 

 

Л - '

- Ш Г 2 .

Используя (R — г) ■ф =

г • <0 ,

имеем:

Т(R - г)2'Ф2 •

Потенциал ьная анергия:

II = - G - (R — г) • cos q:.

Вычисляем:

- - о -

-dL = ± - r tR - T Y - r ,

Q = - — = - G (R - г)- sin ф .

до

Подставляя в уравнение, получаем:

3

~^-m (R — г)2-ф = — G(R — г)- sin ф

или

— (R - г)ф + g-sinq> = 0 .

Переходите на страницу 42.

41

42.

§ 5. Частный случай уравнения движения. Если аг­

регат имеет одну степень свободы, то можно записать уравнение движения в виде закона изменения кинети­

ческой энергии на отрезке (cpi — Ф2 );

<f2

4 Ы '

- 4 Ы -

Д М -dœ.

 

 

? 1

Чтобы показать,

что уравнение движения в виде

закона изменения кинетической энергии является ин­

тегралом

уравнения

(6)

(стр. 40), введем подстановку

 

 

 

 

(I)3

 

 

 

Продифференцируем эту подстановку но (р:

 

 

¿7

б<»

б^

бо)

би>

 

 

 

бср

б®

61

б®

61

 

."Подставляя в уравнение

(6), получаем

 

4 ~

+

г• ^

ЛМ,

или

~

(4 • 2)

■- ДМ.

 

с!<р

д у

 

 

а<р

 

 

Интегрируем теперь в пределах от ф! дд\ср2

 

 

 

 

 

 

 

Ад—Ас. (7)

Полным

временем

 

?1

механизма

назовем

движения

■промежуток времени от момента начала движения ме­

ханизма до момента конца его движения.

частей:

Полное время движения состоит из трех

а) времени разбега,

 

 

 

 

б)

времени установившегося движения,

 

 

в )

¿времени выбега.

 

возрастанием

ско­

Время разбега характеризуется

рости

ведущего звена от нуля до

нормальной скоро­

сти механизма.

напишите его

для

вре­

Используя

уравнение (7),

мени разбега

 

 

 

 

 

А д = А с+ 4

о?2>*-^4 (стр-

44). Ад = Ас.

(с*р.

43).


43.

(к стр. .42)

Ваш ответ. При разбеге (выбеге) уравнение движейия машины будет Ад—-Аг.

Это принципиальная ошибка. Данное уравнение по­ лучается только тогда, когда левая часть равна нулю, а отсюда:

Г

>'>2" _ г

“>1*

 

Т "0р3) , _ 7 Г — -/ п('р, ) .

 

Такое условие

может

быть

только при

установив­

шемся движении,

когда

скорость ведущего

звена ко­

леблется около среднего значения, соответствующего номинальной скорости ведущего звена. Колебания ско­ рости периодические, следовательно, в начале и в кон­

це периода

он = 012

и

Лн?,) — ^

При равенстве кинетических анергий в надале в конце периода движения, как следствие, имеем

¥2

( Д М -(}?= 0 ,

91

откуда

что и является условием существования нериодиче^ ского установившегося движения.

Вернитесь к стр. 42.

44. (к стр. 42)

Ваш ответ. ГГри разгоне уравнение движения:

А-д= Ас+ /„ ц • “ .

Совершенно верно. Во время разгона работа дви­ жущих сил расходуется на преодоление работы спи сопротивлении и на повышение кинетической анергии агрегата. Это означает, что двигатели надо подбирать

не только по номинальной нагрузке,

но

и проверять

на пусковой режим (как

зто делается в

грузоподъем­

ных машинах).

(например,

автомобилях) в

На

других машинах

целях

облегчения пуска

ставят муфту,

которая при

разгоне отключает силы полезного сопротивления, тогда

Д —д 4-/

1

■т. е. движущие силы должны преодолеть только вред­ ные сопротивления (трение, сопротивление ветра, ук­ лон и др.) и инерцию ее. А когда машина разгонится и будет вращаться при со2, то включают сцепление, т. е. включают производственное (полезное) сопротив­ ление.

В работе машины имеется и второе неустановившое-

ея движение — выбег. Время

выбега

характеризуется

убыванием скорости ведущего

звена

от среднего (по­

минального, паспортного) значения

рабочей скорости

до нуля, т. О. (02 = 0.

 

 

Как же будет выглядеть уравнение движения при

выбеге?

 

Ад=Ас.

(с т р .« ).

Ад .Ас

(стр. 45).

 

44


45. (к стр. 44)

Ваш отпет. При выбеге уравнение движения будет

д =л _т

^¡1

Л Д *Л с •/п (91)

2

.Правильно. При выбеге работа движущих сил всегда меньше работы сил сопротивления, за счет имеющейся у машины кинетической анергии. Как правило, при выбеге отключают движущие силы (выключают пода­ чу топлива, электроэнергии я т. д.). а где можно, от­ ключают и силы полезного сопротивления, тогда

Л врс

1п(91) . 2

Последнее уравнение

показывает, что машинный

агрегат остановится только тогда, когда кинетическая энергия будет поглощена (переведена в тепло) работой сил трепня, которые считаем постоянными во все вре­ мя выбега.

Далее следует, что если требуется быстрее остано­ вить машину, то иечбходимо добавить сопротивлений, что и делается постановкой тормоза.

Основное время работы м аш ины — это время уста-' повившегося движения, когда средняя скорость враще­ ния ведущего звена остается постоянной, следова­ тельно, кинетическая энергия остается постоянной, или периодически меняется, возвращаясь .к среднему

значению, то

АД= А С.

 

 

 

 

§

б. Исследование

движения

машинного агрегата.

При

исследовании движения

машинного

агрегата мы

должны иметь

заданными

Мд, Мс, /п; и

начальные

данные (чаще всего соо).

 

 

 

 

Способ решения

уравнения

движения

зависит

от

того, от каких переменных зависят паши

данные и

в

каком сочетании они входят в уравнение.

 

 

Переходите к следующей сранпце.

45