Теоретическая механика раздел динамика

Математика
Исследовать систему уравнений Ряды
Вычислить определитель
Векторная алгебра
Дифференциальные уравнения, вычислить интеграл
Вычисление обратной матрицы
Изменить порядок интегрирования
Вычисление производной порядок интегрирования
Метод интегрирования по частям
Интегралы вычисление площади и обьема
Тройной интеграл
Дизайн
Первые всемирные
промышленные выставки
Живопись
Ар Нуво как стиль
Абстрактное искусство
Художественный факультет
Баухауз
Вальтер Гропиус
ВХУТЕМАС
Дисциплина "Цвет"
Дисциплина"Объем"
Студенческие работы
Дизайнерские школы
Дизайн интерьера
Мебель как часть интерьера
Архитектурные формы и стили
История мебельного искусства
Мебель 19 века
Музей мебели 19-20 веков
Информатика
Цифровая система передачи
Концепция организации локальных сетей
Электротехника
Лабораторные работы
Исследование полупроводниковых выпрямителей
Расчет электрической цепи
Начертательная геометрия
Порядок выполнения основной надписи
Построение касательных к двум окружностям
Лекальные кривые
Центральное проецирование
Аксонометрическая проекция
Параллельные прямые
Условие видимости на чертеже
Построение теней
Тени цилиндра
Тени конуса
Линии и поверхности
Поверхности винтовые
Взаимное пересечение поверхностей
Разверка поверхностей
Физика
Курс лекций по физике
Шкала электpомагнитных волн
Интеpфеpенция света
Тепловое (чеpное) излучение.
Фотонная теоpия света
Лазеp с pабочим веществом в виде
смеси неона с гелием
Спектpы ренгеновских лучей
Ядеpные pеакции
Цепная pеакция
Реакторы
Теpмоядеpные pеакции
Теpмоpеактоp типа "Токамак"
 

Динамика – это раздел теоретической механики изучающий движения материальных точек и твёрдых тел под действием приложенных к ним.

Решение прямой задачи. Первая задача считается заданной, если известно уравнение движения материальной точки, массой m.

Решение обратной задачи на теории интегрального исчисления.

Основные понятия динамики. При изучении динамики используют принципы классической механики, т.е. это механика Ньютона.

В инерциальной системе отсчёта, ускорение материальной точки при одновременном действии на неё нескольких сил равно геометрической сумме ускорений сообщающей каждой из этих сил по отдельности.

Две основные задачи динамики точки.Первая: Дано движения точки.

Общие уравнения динамики точки. Многие задачи динамики эффективно решаются при помощи общих теорем динамики, которые получаются с применением второго закона Ньютона.

Теорема в интегральной форме. Изменение количества движения точки за некоторый промежуток времени, равен импульсу силы, действующий на точку за тот же промежуток времени. .

Потенциальное силовое поле. Силовым полем называется область, в каждой точку которой, на помещённую в неё материальную точку действует сила однозначно определённая по величине и направлению в любой момент времени.

Потенциальная энергия материальной точки. Потенциальной энергией точки называется скалярная функция, равная значению функции взятой с обратным знаком.

Закон сохранения полной механической энергии. Полной механической энергией материальной точки называется сумма её кинетической E, и потенциальной энергии П, а полной Е = Т + П.

Первый частный случай: Допустим, что поверхность гладкая (трения нет)..

Плоский математический маятник. Плоским математическим маятником называется материальная точка, подвешенная на нити, и которая движется под действием силы тяжести в вертикальной плоскости.

Работа силы. Мощность.

Мощность. величина, определяющая работу в единицу времени.

Теорема об изменении кинетической энергии точки. Кинетической энергией точки, называется скалярная величина: .

Прямолинейное колебание материальной точки. Колебания являются одним из распространённых видов движения.

Свободно затухающие колебания. F – восстанавливающаяся сила.

Динамика системы материальных точек. Системой материальных точек или механической системы, называют систему взаимных между собой материальных точек.

Центр масс системы. Движение системы зависит не только от действия сил, но и от распределения масс системы.

Центробежные моменты инерции. Второй тип не полностью характеризует распределение масс.

Основные теоремы динамики. (Теорема об изменении количества движения системы) Движение системы рассмотрим относительно инерциальной системы отсчёта. Количество движения системы:

Теорема о движении центра масс. Если выражение (2) поместить в (3), с учётом того что , получим:.

Кинетическая энергия твёрдого тела. Для твёрдого тела имеет место формула: . Нужно различать кинетическую энергию твёрдого тела при различных видах его движения.

Динамика твёрдого тела. Динамика поступательного движения твёрдого тела.

Определение опорных реакций. На рис. 5 вводится система координат, оси которой определя­ют правило знаков для реактивных сил, заменяющих действие на конструкцию опорных связей.

Определение продольных усилий в стержнях фермы аналитическим способом. Для определения усилий растяжения-сжатия в плоских фермах с простой треугольной решеткой применяются метод сквозных сеченийи метод вырезания узлов .

Идея графического способа определения усилий в стержнях фермы основана на том, что треугольник равновесных сил можно построить по одному заданному вектору силы и известным направлениям двух других векторов, линии действия которых проведены через начало и ко­нец заданного вектора.

На рис. 16-24 последовательно отображены результаты построения многоугольников сил в узлах заданной расчетной схемы . Для пояснения совершаемых действийиспользуются следующие обозначения: «» – означает, что проводится линия по направлению, параллельному пересекаемому стержню фермы, обозначенному парой букв;

Определение величины усилия проводится измерением длины построенного вектора, а знак усилия определяется тем, как вектор направлен по отношению к рассматриваемому узлу: если направление «от узла», то в соответствии с «инженерным» правилом знаков это означает «положительность» искомого усилия; если же направление «к узлу» – «отрицательность» усилия.

Определение реакций опор твердого тела На расчетных схемах (рис. 1–4) показаны для каждого варианта три спо­соба закрепления бруса, ось которого – ломаная линия. Задаваемая нагрузка , ,  и размеры  (см. табл. 1) во всех трех случаях одинаковы.

Качественный кинематический анализ. Заключается в проведении анализа на геометрическую неизменяемость ЗРС, которая обеспечивается наличием шарнирно-стержневого треугольника (ШСТ), образованного опорными связями, наложенными на диск (рис. 7).

Обозначения реакций следует увязывать с обозначением оси, вдоль которой действует реакция, и номером узла, в котором она определяется.

Редуктором называют механизм, состоящий из зубчатых передач, выполненный в виде отдельного агрегата и служащий для передачи вращения от вала двигателя к валу рабочей машины.

Расчет закрытой передачи Выбор материала зубчатых колес. Основными условиями для выбора материалов и термообработки колес являются:

Коэффициент эквивалентности определяем в зависимости от режима работы и вида термообработке по таблице, приведенной в [1]: mН = 0,125.

При переменных режимах нагрузки NFE определяют по формуле: Коэффициент эквивалентности принимаем по таблице, приведенной в [1]: mF = 0,038 [1].

Геометрический расчёт. Определяют диаметр шестерни по внешнему торцу..

Проверочный расчёт. При расчёте на выносливость зубьев колёс по контактным напряжениям проверяют выполнение условия где Е - приведённый модуль упругости, для стальных колёс Е = E= 2,1*10МПа; T - вращающий момент на шестерне, Н·мм,   .

Расчёт открытой цилиндрической зубчатой передачи Учитывая условия и характер работы открытых передач (недостаточная защищённость от загрязнения абразивными частицами и увеличенный абразивный износ при плохой смазке, большие деформации валов, приводит к увеличению зазоров в зацеплении, возрастанию динамических нагрузок, к понижению прочности изношенных зубьев вследствие уменьшения площади их поперечного сечения и, как следствие, к поломке зубьев), данные передачи рекомендуют рассчитывать по напряжениям изгиба.

Проверочный расчёт цилиндрической передачи Проверка контактной выносливости рабочих поверхностей зубьев колёс. Расчётом должна быть проверена справедливость соблюдения следующих неравенств [1]:

Проектный расчет валов и опорных конструкций. Проектный расчёт ставит целью определить ориентировочно геометрические размеры каждой ступени вала: её диаметр d и длину l.

Предварительный выбор подшипников Определение типа, серии и схемы установки подшипников.

Проверочный расчет валов на выносливость Составление расчетной схемы по чертежу вала и определение расчетных нагрузок, опорных реакций.

Определение коэффициента запаса усталостной прочности. При расчете коэффициента запаса усталостной прочности принимают, что напряжения изгиба изменяются по симметричному циклу, а напряжения кручения – по отнулевому.

Предел выносливости гладких образцов при симметричном цикле изгиба вычисляется по формуле:  .

Проверка правильности подбора подшипника Проверка правильности выбора подшипников должна проводиться двумя способами: 1) по сравнению требуемой Cr треб и паспортной Cr пасп динамической грузоподъёмности подшипника. 2) по обеспечению заданной долговечности подшипника.

Конструирование зубчатых колес Конические зубчатые колеса.

Конструирование элементов корпуса редуктора. Корпус редуктора служит для размещения и координации детален передачи, защиты их от загрязнения, организации системы смазки, а также воспринятая сил, возникающих в зацеплении редукторной нарыл подшипниках, открытой передаче.

Смазка зубчатой передачи. Для уменьшения потерь мощности на трение и снижения интенсивности износа трущихся поверхностей, а также для предохранения их от “заедания”, “задиров”, коррозии и лучшего отвода теплоты трущиеся поверхности деталей должны иметь надежную смазку.

Расчет балки на прочность Для заданной расчетной схемы балки требуется: Провести полный кинематический анализ заданной расчетной схемы. Определить опорные реакции для заданной расчетной схемы.

Построение эпюр усилий При плоском изгибе в поперечных сечениях балки возникают два внутренних  силовых фактора (усилия): изгибающий момент M и поперечная сила Q.

Вычисление ординат эпюры изгибающих моментов. Для определения численных значений усилия M в каждом контролируемом сечении применяется метод сечений, основанный на расчленении расчетной схемы до или после контролируемого сечения на две части.

Построение эпюры изгибающих моментов . При построении эпюры изгибающих моментов необходимо: отложить на осях расчетной схемыв контролируемых сечениях ординаты, равные найденным значениям моментов, со стороны растянутых волокон;

Построение эпюры поперечных сил. При построении эпюры поперечных сил необходимо:отложить на осях расчетной схемы в контролируемых сечениях ординаты, найденные по эпюре изгибающих моментов, причем положительные ординаты откладываются вверх от оси расчетной схемы, а отрицательные – вниз;

Конструирование и расчет основных элементов механического привода Общая часть.Задание:Спроектировать и рассчитать ведущий и ведомый валы одноступенчатого прямозубого редуктора, входящего в состав привода ленточного транспортера.

Выбор электродвигателя. Выбираю по каталогу электродвигатель A4160S2:PДВ=15,0 кВт;

Определение нагрузок на валы привода.Ведущий вал.

Конструировпание и расчет валов редуктора .Ведущий вал. Конструирование ведущего вала.

Расчет ведущего вала Исходные данные к расчету ведущего вала:Fn=2,26 кН, α=45°.

Ведомый вал. Конструирование ведомого вала: Диаметр вала под ведущую звездочку цепной передачи (диаметр хвостовика вала dX ):

Вертикальная плоскость YOZ.Сумма моментов относительно точки В: .

Проверочные расчеты шпоночных соединений.

Рассчитать цилиндрическую косозубую передачу в закрытом корпусе по следующим данным:ω2 = 38 рад/с - угловая частота выходного вала ; Т2 = 210 Нм - крутящий момент на выходном валу ;Lh = 20000 час. - срок службы.

По данным формулы (1.3) и ГОСТ 19253-81 выбираем электродвигатель. Наиболее широко в приводах машин используют асинхронные двигатели трехфазного тока единой серии 4А.

Выбор материала и определение допускаемых напряжений [sH] и [sF]. Для изготовления колес по таблице 2.1 материал принимаем одной марки.

Геометрический расчет передачи. Принимаем профиль зуба эвольвентный, угол профиля исходного контура a=20 ° (СТ СЭВ 308-76), коэффициент смещения исходного профиля Х=0.

Проверочный расчет зубьев передачи на прочность. Расчет передачи на прочность проводим по ГОСТ 21354-75 (с некоторыми упрощениями).

Проверка прочности зубьев при перегрузке. При действии кратковременных перегрузок зубья проверяют на пластическую деформацию или хрупкий излом от максимальной нагрузки. По условиям задания максимальная нагрузка .

Статика. Определение реакций опор балки.

Статика. Определение реакций опор балки Дано: F1 = 15Н; F2 = 75Н; α = 25°; β = 40°; М = 60Нм; q = 7H/м; а = 0,2м.Определить реакции опор.

Статика. Определение реакций опор и усилий в стержнях плоской фермы способом Риттера Дано:  Определить реакции опор фермы от заданной нагрузки и усилия в стержнях.

Расчет узла Составим уравнения равновесия сил, приложенных к этому узлу