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
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). |
|
|
|
|
|
|
4Ó
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