Файл: Баренбойм, А. Б. Малорасходные фреоновые турбокомпрессоры.pdf

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 17.10.2024

Просмотров: 150

Скачиваний: 1

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

ВЫСШЕЕ ВОЕННО-МОРСКОЕ ИНЖЕНЕРНОЕ ОРДЕНА ЛЕНИНА УЧИЛИЩЕ имени Ф. Э. ДЗЕРЖИНСКОГО

Л. М. А Л Е К С А Н Д Р

КУРС ТЕОРИИ МЕХАНИЗМОВ

И ДЕТАДЕЙ МАШИН

X.

ѵ Х

ЛЕНИНГРАД

1973

ВЫСШЕЕ ВОЕННО-МОРСКОЕ ИНЖЕНЕРНОЕ ОРЛЕНА ЛЕНИНА УЧИЛИЩЕ имени Ф. Э. ДЗЕРЖИНСКОГО

Л. М. А Л Е К С А Н Д Р

КУРС ТЕОРИИ МЕХАНИЗМОВ

И ДЕТАЛЕЙ МАШИН

Утверждено Начальником НВМИОЛУ имени Ф. Э. Дзержинского

в качестве учебного пособия для курсантов Училища

*

ИЗДАНИЕ ВЫСШЕГО ВОЕННО-МОРСКОГО ИНЖЕНЕРНОГО ОРДЕНА ЛЕНИНА УЧИЛИЩА имени Ф. Э. ДЗЕРЖИНСКОГО

Ленинград

1973

УДК 621,81 (075)

Данное учебное пособие составлено в соответствии с действующей программой Высшего военно-морского инже­

нерного училища

имени

Ф. Э. Дзержинского и отличается

от изданного в

1955 году

курса «Детали машин» наличием

в нем разделов н отдельных вопросов, относящихся к курсу теории механизмов и машин, как то: структура и классифи­ кация механизмов, трение, некоторые вопросы статики и ди­ намики машин, кинематика зубчатого зацепления, статика

икинематика планетарных передач и др.

Вкурсе в небольшом объеме приводятся справочные данные в помощь курсантам при выполнении ими практиче­ ских заданий н курсового проекта.

© Издательство ВВМИОЛУ им. Ф. Э. Дзержинского. 1974.

ВВЕДЕНИЕ

Теория механизмов и деталей машин занимается изучением кинематики и динамики механизмов и машин, определением раз­ меров и формы деталей, обеспечивающих их прочность и эксплуа­ тационную надежность.

Машиной называется такой комплекс физических тел, который может выполнять определенную полезную технологическую работу.

Механизм есть также совокупность физических тел, к которой предъявляется лишь требование выполнения определенных, дикту­ ющихся технологическими требованиями, движений.

Каждая машина

может состоять из совокупности

механизмов,

а механизм, в свою

очередь, состоит из отдельных

элементов —

звеньев. Для того чтобы машина и механизм выполняли заданные функции, необходимо обеспечить определенное движение отдель­ ных звеньев. Обычно одно или несколько звеньев получают движе­ ние от внешнего источника энергии, при этом остальные звенья должны двигаться по определенному закону, определяемому техно­ логическим назначением машины и механизма.

Теория механизмов и машин занимается вопросом, как обеспе­ чить необходимое движение звеньев машины при определенных заданных условиях.

При работе машин и механизмов на их звенья действуют силы как статические, так и динамические. Определение этих сил явля­ ется также задачей теории механизмов и машин.

Очевидно, что под действием сил в звеньях машин и механизмов возникают напряжения. Курс деталей машин , изучает вопрос, касающийся определения напряжений и нахождения размеров деталей, при которых будет обеспечена прочность и эксплуатацион­ ная их надежность.

В машинах и механизмах имеются разнообразные детали, однако во всех существующих машинах можно выделить ряд деталей, выполняющих в разных машинах одинаковые функции, которые называются деталями общего машиностроения. Изучение их является предметом раздела деталей машин.

Изучая основные детали машин, их конструкцию, эксплуата­ ционные характеристики, теоретические принципы, определяющие

3


конструкцию, можно от простого перейти к более сложному, к созданию машин, а следовательно, к освоению основ инженерной деятельности — машиностроению.

В нашей стране машиностроение особенно быстро начало раз­ виваться после Октябрьской революции и достигло гигантских масштабов после Великой Отечественной войны. Если до Октябрь­ ской революции в царской России отсутствовал целый ряд отрас­ лей промышленности, то в настоящее время за весьма короткий период по производственной мощи наша страна занимает одно из первых мест в мире, в том числе и по машиностроению, а по ряду отраслей промышленности вышла на первое место.

ОБЩАЯ ЧАСТЬ

Г Л А В А I

ОСНОВЫ СТРУКТУРЫ И КЛАССИФИКАЦИЯ МЕХАНИЗМОВ

§1. КИНЕМАТИЧЕСКИЕ ПАРЫ И ИХ СВОЙСТВА. КЛАССИФИКАЦИЯ КИНЕМАТИЧЕСКИХ ПАР.

КИНЕМАТИЧЕСКАЯ ЦЕПЬ

Гели движение двух звеньев взаимно связано друг с другом, то такое соединение называется кинематической парой.

Кинематические пары разделяются на 5 классов. Класс кинема­ тической пары определяется числом связей, налагаемых на относи­ тельное движение звеньев, составляющих пару.

Число степеней свободы кинематической пары равно числу воз­ можных относительных движений звеньев, составляющих пару.

Очевидно, что отдельно изолированное звено в пространстве обладает 6-ю степенями свободы, а на плоскости — 3-мя степенями свободы.

Для движения в пространстве

дт + /г, = 6;

(Іа)

для движения на плоскости

 

na -\-nt = 3,

(\б)

где пш— число вращений относительно

координатных осей;

nt — число перемещений вдоль осей.

Связь, налагаемая при соединении двух звеньев, уменьшает число возможных свободных перемещений сопряженных звеньев относительно друг друга. Это характеризуется зависимостями.

Для пространственных пар

 

 

 

Ясвб +

Дсяз„ =

6;

(2а)

для пар на плоскости

 

 

 

Д свб +

Дсвязи =

3 ,

( 26)

где ^свб — число свободных перемещений; Рсвязи — число связей.

5


Все кинематические пары характеризуются данными табл. 1. Примеры некоторых кинематических пар приведены на рис. 1.

Кинематические пары, соединенные вместе, образуют замкнутую кинематическую цепь.

Рассмотрим цепь, состоящую из п звеньев. Если бы все звенья были подвижными, т. е. не были связаны в кинематические пары,

то число степеней свободы было бы равно 6п.

 

пар

Если

кинематическая цепь содержит Як кинематических

k-ro класса,

а каждая пара k-ro класса накладывает на систему К

 

 

 

связей, то

число

степеней свободы такой

 

 

 

цепи

будет

равно

6п КРк.

Если

цепь

 

 

 

содержит Я5 пар 5-го класса,

Я4 пар

4-го

 

 

 

класса, Я3 пар 3-го класса, Р2 пар 2-го

777777

 

 

класса и Я, пар 1-го класса, то число сте­

 

 

пеней свободы пространственной кинемати­

Рис. 2.

Кинематическая ческой цепи определится по формуле

 

цепь

п 2,

/г 3

5 =

6я —5Р5— 4Р4— ЗР3— 2Я2Р\.

(3)

 

 

 

Эта формула носит название «структурной формулы кинематиче­ ской цепи».

Соответственно структурная формула для кинематической цепи, содержащей только плоские кинематические пары 5-го и 4-го клас­ сов, будет

S = 3n — 2Р5— Я4.

(4)

Эта формула носит название «структурной формулы Чебышева», впервые ее получившего для плоской кинематической цепи. Прак­ тическое использование формулы Чебышева показано на следую­ щих примерах.

На рис. 2 показаны 2 стержня, соединенные плоскими шарни­ рами 5-го класса.

Следовательно,

п = 2,

Ръ—3,

 

 

5 = 3-2 —2-3 = 0,

 

Кинематическая цепь п = 4.

т. е. такая цепь обладает нулевой

Рис 3

степенью свободы, следовательно,

 

/у,

является жесткой.

 

 

из стержней и шарниров

На рис. 3 показана цепь, состоящая

5-го класса

п = 4,

Р5= 5,

 

 

 

 

S = 3-4 — 2-5 = 2,

т. е. кинематическая цепь обладает двумя степенями свободы.

П р и м е ч а н и е .

При определении

числа

звеньев

учитываются

лишь под­

вижные звенья. Число

кинематических

пар в

данном

узле будет

на

единиду

меньше числа звеньев

(включая и неподвижное звено), сходящихся

в данном

узле.

 

 

 

 

 

 

6


/V

а с с а

и 3

 

к л

 

 

і

i

 

 

6

г

ГУ

 

3 3

чч

5 5

[сиЧл а степенейI 1обаёс 1

 

 

 

бді ____

 

 

 

5

X&

кУ

 

ч

 

 

 

 

 

z j

 

3

 

 

 

 

X

У

 

 

 

 

9

і\

lg*>ч-*>«

.

. .

 

 

 

 

 

 

1

 

 

I

* «

I п е

I

і

I

2 3

/

3

2

2

2 о

0

3

/

2

0

Z

1

1

1 0 0 1

л е

” u>

z<LУ

г 1

X v >

У

Рис. 1.


Так, для схемы рис. 4

п = 5, Р5 = 7, 5 = 3- 5—2-7=1.

В сложной кинематической цепи, состоящей из многих звеньев, можно жесткие треугольники рассматривать как одно звено. Так, цепь, показанная на рис. 3, может быть заменена эквивалентной схемой (см. рис. 4), для ко­ торой

п = 3,

Я5= 4,

S = 3 • 3—2 • 4=1.

На рис. 5 показана схема кри-

вошипно-шатушюго

механизма,

в которой

 

 

 

п = 3,

Я5= 4,

5 = 3- 3—2-4=1.

Кинематическая

цепь,

пока­

занная на рис. 6, звенья которой

образуют параллелограмм,

состоит из

п = 4, Р5 = 6 и 5 = 3 • 4—2 • 6= 0.

В действительности, эта цепь обладает одной степенью свободы. Расхождение со структурной формулой объясняется тем, что в цепи

имеется лишнее параллельное звено ab, которое не влияет на харак­ тер движения. Если это звено было бы расположено наклонно по

отношению

к основанию cd, то

система была бы жесткой, т. е.

обладала бы нулевой степенью

свободы.

 

 

 

 

 

В

кинематической

цепи,

обладающей одной

степенью

свободы,

 

при

принудитель­

ном

движении

одного

звена

все другие

звенья

совершают

вполне

определенные

дви­

жения.

 

 

 

 

 

В практике чаще всего применяются механизмы с одной

степенью свободы. В этих механизмах

одно

звено, называемое

7