Режимы движения механизмов

К одной из задач динамики относится вопрос об определении истинного движения механизма под действием приложенных к нему сил, т.е. вопрос о режиме его движения.

Полное время движения механизма – промежуток времени от момента начала движения до момента его окончания.

Так как закон движения всех звеньев механизма зависит от закона движения ведущего звена, то полное время определяется по промежутку времени движения ведущего звена.

Полное время состоит из трех частей:

† Время разбега t_р – время, при котором происходит возрастание угловой скорости ведущего звена от нулевого значения до среднего. Оно характеризует нормальную рабочую скорость ведущего звена (начало работы механизма).

† Время установившегося движения t_ус.дв.– время, при котором происходит колебание скорости ведущего звена около среднего значения, периодически при этом повторяющейся (работа механизма).

† Время выбега t_в – время, при котором происходит убывание скорости ведущего звена от среднего значения до нулевого (остановка механизма).

Итак, полное время является суммой t_р, t_ус.дв и t_в, т.е.

t_полн.= t_р+ t_ус.дв + t_в = (с). (2.1)

Зависимость угловой скорости ведущего звена от времени отображается зависимостью ω = ω (t), называемой тахограммой механизма (рисунок 2.1).

Необходимо отметить, что во многих машинах их механизмы могут не иметь четко разграниченных стадий движения. Так, например, в грузоподъёмных кранах, экскаваторах, некоторых транспортирующих машинах и др. полное время движения может состоять из времени разбега и времени выбега. В этих механизмах отсутствует время установившегося движения с характерными для него циклами движения.

Цикл установившегося движения – промежуток времени установившегося движения, по истечении которого положение, скорость и ускорение ведущего звена принимают первоначальные значения.

На рисунке 2.1 время установившегося движения имеет несколько циклов, поэтому время t_уст.дв будет вычисляться по формуле

t_уст.дв= kt_ц, (2.2)

где k – число циклов, t_ц – время цикла.

Продолжительность времени t_р, времени t_уст.дв и времени t_в зависит от соотношения между действующими силами, массами и кинематическими параметрами механизма и если эти соотношения известны, то всегда можно определить t_р, t_уст.дв и t_в. Полное время установившегося движения может состоять из любого числа циклов движения и зависит от того, сколько долго необходимо поддерживать рабочий режим движения механизма со средней угловой скоростью.

Цикл может соответствовать одному или нескольким оборотам ведущего вала. Так, например, ведущий вал насоса с кривошипно-ползунным механизмом в течение цикла делает один оборот. У четырехтактного двигателя внутреннего сгорания (ДВС) в течение цикла ведущий вал делает два оборота. В некоторых машинах один цикл соответствует и большему числу оборотов ведущего вала.

Рисунок 2.1 - Тахограмма механизма

Периодическое движение механизма – такое, при котором механизм обладает постоянными циклами движения, причем в течение каждого цикла движение происходит по одному и тому же закону. На рисунке 2.1 показано, что механизм имеет периодическое движение на участке времени t_уст.дв.

Непериодическое движение механизма – такое, при котором механизм не имеет постоянного цикла.