Взаимодействие двух подвижных звеньев

Методы виброзащиты.

Виброзащита в машин и механизмов.

ЛЕКЦИЯ 9

Краткое содержание: Виброзащита машин и механизмов. Методы виброзащиты. Взаимодействие двух подвижных звеньев. Подрессоривание и виброизоляция. Динамическое гашение колебаний. Трение в механизмах. Виды трения. Силы в кинематических парах с учетом трения. Силовой расчет механизмов с учетом сил трения. Понятие о КПД механической системы. КПД механической системы при последовательном и параллельном соединении механизмов. Приложение: Метод планов положений, скоростей и ускорений при анализе простейшего кулисного механизма.

Как отмечалось ранее, при движении механической системы под действием внешних сил в ней возникают механические колебания или вибрации. Эти вибрации оказывают влияние на функционирование механизма и часто ухудшают его эксплуатационные характеристики: снижают точность, уменьшают КПД и долговечность машины, увеличивают нагрев деталей, снижают их прочность, оказывают вредное воздействие на человека-оператора. Для снижения влияния вибраций используют различные методы борьбы с вибрацией. С одной стороны при проектировании машины принимают меры для снижения ее виброактивности (уравновешивание и балансировка механизмов), с другой - предусматриваются средства защиты как машины от вибраций, исходящих от других машин (для рассматриваемой машины от среды), так среды и операторов от вибраций данной машины.

Существующие виброзащитные устройства по методу снижения уровня вибраций делятся на:

динамические гасители или антивибраторы, в которых опасные резонансные колебания устраняются изменением соотношения между собственными частотами системы и частотами возмущающих сил;
виброизоляторы, в которых за счет их упругих и демпфирующих свойств уменьшается амплитуда колебаний как на резонансных и нерезонансных режимах.

< TR>

Рассмотрим механическую систему (рис. 9.1), состоящую из двух подвижных звеньев, образующих между собой кинематическую пару. Для упрощения предположим, что движение звеньев возможно только по одной координате x. Масса первого звена m₁, второго - m₂. На звено 2 действует периодическая внешняя сила F₂= F₂₀ *sin wt, действием сил веса принебрегаем Уравнения движения звеньев

Если считать, что контакт между звеньями в процессе движения не нарушается и тела абсолютно жесткие, то

x = x₁ = x₂

С учетом F₂₁ = - F₁₂, определим реакцию в точке контакта между звеньями

Откуда

и после преобразований

F₂₁(m₁ + m₂)/(m₁+ m₂) = - F₂ / m₂,

F₂₁= - F₂* m₁/ (m₁ + m₂).

Проанализируем эту зависимость:

если m₁=> 0, то F₂₁=> 0; если m₂=> 0, то F₂₁=> F₂;

если m₂= m₁= m, то F₂₁=> - 0.5*F₂;

если m₂=>¥, то F₂₁=> 0;

eсли m₁=> ¥, то F₂₁=> - F₂.

Анализ показывает, что реакция взаимодействия между звеньями зависит от соотношения их масс и величины внешней силы. При этом кинетическая энергия системы

< TR>