Динамика машин и механизмов

Дина́мика машин и механизмов — раздел теории машин и механизмов, в котором изучается движение механизмов и машин с учетом действующих на них сил. Динамика машин и механизмов решает задачи установления законов движения звеньев механизмов, регулирования движения звеньев, нахождения потерь на трение, определения реакций в кинематических парах, уравновешивания машин и механизмов. Определение законов движения звеньев механизма по заданным характеристикам внешних сил решают с помощью дифференциальных уравнений движения механической системы или машинного агрегата, состоящего обычно из двигателя, передаточного механизма, рабочей машины, управляющего устройства. Число уравнений равняется числу степеней свободы этой механической системы. В плоских механизмах с одной степенью свободы для удобства решения задачи все силы и массы приводят к одному звену или точке механизма, которые называются звеном приведения или точкой приведения. Условный момент, приложенный к звену приведения, называется моментом приведения. Момент приведения равен совокупности всех моментов и сил, приложенных к звеньям механизма. Условный момент инерции звена приведения называется приведенным моментом инерции. Кинетическая энергия звена приведения равна сумме кинетических энергий всех звеньев механизма. Аналогично определяют приведенные силу и массу в точке приведения.
Уравнения движения обычно являются нелинейными. Методов точного решения их не существует, поэтому пользуются приближенными графическими, графоаналитическими, численными методами интегрирования. Установить закон движения механической системы сложнее, если учитывать трение и зазоры в кинематических парах, упругость и переменность масс звеньев. Иногда, при изучении быстротекущих процессов в машинах, внешние силы нельзя считать заданными, так как движение механизма может оказать обратное воздействие на характеристику этих сил. В режимах с большими ускорениями нельзя принимать механическую характеристику электродвигателя как заданную зависимость момента на валу двигателя от угловой скорости, так как на этот момент влияние могут оказать электромагнитные процессы в электродвигателе. В этом случае к дифференциальным уравнениям движения механической системы добавляют дифференциальное уравнение электромагнитных процессов в электродвигателе и решают их совместно.
Вопросы регулирования движения машинного агрегата и управления им рассматриваются в теории регулирования; различают неустановившийся, переходный, установившийся режимы движения. При установившемся режиме скорости точек механизма являются периодическими функциями времени или положения или остаются постоянными. Регулирование установившегося движения сводится к обеспечению угловой скорости звена приведения, не превышающей допустимого отклонения от ее значения. Для этого рассчитывают и устанавливают на машину специальную массу — маховик.

Смотри также

Статья находится в рубриках
Яндекс.Метрика