Билет 14.

Вопрос 1. Движение материальной точки. Метод кинетостатики

Свободная и несвободная точки

Материальная точка, движение которой в пространстве не огра­ничено какими-нибудь связями, называется свободной. Задачи реша­ются с помощью основного закона динамики.

Материальные точки, движение которых ограничено связями, называются несвободными.

Для несвободных точек необходимо определять реакции связей. Эти точки движутся под действием активных сил и ограничиваю­щих движение реакций связей (пассивных сил).

Несвободные материальные точки освобождаются от связей: связи заменяются их реакциями. Далее несвободные точки можно рассматривать как свободные (принцип освобождаемости от связей).

Сила инерции

Инертность — способность сохранять свое состояние неизмен­ным, это внутреннее свойство всех материальных тел.

Сила инерции — сила, возникающая при разгоне или торможе­нии тела (материальной точки) и направленная в обратную сторо­ну от ускорения. Силу инерции можно измерить, она приложена к «связям» — телам, связанным с разгоняющимся или тормозящимся телом.

Принцип кинетостатики (принцип Даламбера)

Принцип кинетостатики используют для упрощения решения ряда технических задач.

Реально силы инерции приложены к телам, связанным с разго­няющимся телом (к связям).

Даламбер предложил условно прикладывать силу инерции к ак­тивно разгоняющемуся телу. Тогда система сил, приложенных к ма­териальной точке, становится уравновешенной, и можно при реше­нии задач динамики использовать уравнения статики.

Принцип Даламбера:

Материальная точка под действием активных сил, реакций связей и условно приложенной силы инерции находится в равнове­сии

Вопрос 2.Виды соединений деталей машин

Звенья, образованные путем соединения деталей, есть в каждой машине. Практика конструирования выработала типовые конструктивные решения для соединений с использованием стандартных элементов и крепежных деталей. Поэтому соединения обычно представляют особый раздел курса.

В отношении возможности разборки соединения подразделяются на разъемные и неразъемные. Разъемные соединения являются временными и могут многократно разбираться и собираться без разрушения соединяемых деталей. Неразъемные соединения являются постоянными и не подлежат разборке и делаются составными только для того, чтобы облегчить их изготовление. Типичным примером неразъемных соединений являются заклепочныеи сварные.

Конструкция соединений во многом зависит от вида поверхности соприкосновения соеди­няемых деталей. В этом смысле соединения можно подразделить на охватывающиеи стыковыесразъемом по плоскости или, реже, по другой незамкнутой поверхности. К числу первых относится соединение вала со втулкой, («отверстием» – по терминологии учения о взаимоза­меняемости). Их отличительной особенностью является замкнутая поверхность соприкосновения (чаще всего цилиндрическая или коническая, но может быть и более сложная). Этим способом две детали могут соединяться без помощи других дополнительных элементов, так как замкнутая поверхность обеспечивает удерживающую связь.

Для осуществления стыковых соединений обычно применяют дополнительные крепежные детали, сжимающие соединяемые детали по плоскости разъема.

Важной характеристикой соединения является степень относительной подвижности соединяемыхдеталей, иными словами, возможность относительного скольжения поверхностей соприкосновения. В том случае, когда относительное скольжение отсутствует, соединение называется неподвижным. Именно такие соединения служат для образования составных звеньев.

Если при работе машины на поверхностях соприкосновения звеньев происходит непрерывное скольжение (или качение), соединение образует кинематическую пару.

Возможно, однако, такое использование кинематических пар, когда при рабочем движении механизмов эти пары остаются неподвижными, а подвижность соединения используется только для сравнительно редких перемещений, связанных с управлением механизмом, или вызывается побочными движениями, возникающими вследствие несовершенства кинематической схемы, неточности выполнения звеньев и т.д. Такие неиспользуемые при рабочем движении механизма кинематические пары обычно называют подвижными соединениями и рассматривают в разделе «соединения». К ним относятся зубчатые (шлицевые) и шпоночные соединениявтех узлах, где предусмотрена возможность осевого перемещения вдоль зубцов или шпонки, во время которого это соединение выполняет функции поступательной пары.

Еще одна важная характеристика соединений – их герметичность(непроницаемость). Она имеет особое значение для соединений трубопроводов и резервуаров, находящихся под внутренним давлением или вакуумом. Когда в связи с высокой температурой илипри необходимости точно соблюдать проектные размеры применение эластичных уплотняющих прокладок недопустимо, герметичность может быть достигнута только повышением класса чистоты поверхности разъема и величины давления на ней. Стягивая детали с большим усилием, можно деформировать оставшиеся после обработки неровности и обеспечить более или менее сплошное прилегание соединяемых деталей, необходимое для герметичности. На рис.