2.1.1. Силовые и кинематические характеристики механизмов

  

Основной кинематической характеристикой механизмов является передаточное отношение. Передаточное отношение есть отношение скоростных характеристик входа механизма (передачи) к выходным. Обычно обозначается i; может быть как безразмерной, так и размерной величиной (в случае преобразования одного вида движения в другое). Она позволяет при заданном скоростном режиме ведущего звена определить скорость его выхода.

 

Силовые характеристики в виде сил и моментов отражают значения внутренних силовых факторов в сопряжениях деталей (звеньев) механизма. Сопоставление указанных характеристик с величинами движущих сил позволяет установить условия отсутствия явления самоторможения рассматриваемого механизма.

 

В большинстве механизмов эффект самоторможения не допустим. Однако в некоторых грузоподъемных машинах его специально реализуют для предотвращения самопроизвольного движения в обратном направлении.

Ещё одним параметром, устанавливаемым с учётом силовых характеристик, является угол давления между смежными звеньями механизма. Углом давления на звено механизма со стороны смежного звена называют угол между направлением силы давления (нормальной реакции) на рассматриваемое звено и скоростью точки приложения этой силы. С увеличением угла давления увеличиваются потери на трение, а в ряде случаев возможна реализация эффекта самоторможения. Поэтому для каждого механизма угол давления устанавливается в пределах, не превосходящих его допустимого значения.

Энергетической характеристикой механизмов является коэффициент их полезного действия КПД. Различают два вида КПД: мгновенный и цикловой. Наиболее часто используется первый из них, причём термин «мгновенный» при этом часто опускают. Он характеризует отношение мощности на выходе из механизма к мощности на его входе и записывается в виде отношения силовых факторов на выходе и входе:

откуда при известном вращающем моменте на входе может быть определён вращающий момент на выходе:

Для механизмов цикличного действия оценивают отношения полезной работы, совершённой за цикл (Ad - Ab), к работе движущих сил установившегося движения за это же время Ad, которое определяет значение цикличного КПД:

где Ab - работа, затрачиваемая на преодоление вредных сопротивлений в механизме;

ψ= Ab/Ad - коэффициент потери мощности.

 

В строительных машинах имеются два вида силовых цепей: рабочего и ходового оборудования. Конечными деталями их являются, соответственно, рабочий орган и движитель (для самоходных машин). Именно эти детали, взаимодействуя с внешней средой - объектом обработки и поверхностью передвижения, реализуют выполнение рабочего процесса или транспортных операций.

 

Механизмы этих цепей имеют различную степень сложности, определяемую числом входящих в них элементов и характером их взаимодействия. Система простых механизмов представляет собой механизм повышенной сложности.

Выполненные в виде конструктивной единицы они представляют собой узлы машины, имеющие то или иное назначение.