Упругие элементы больших перемещений с распределенными нагрузками для машин и приборов

• Автор: Жаров, Игорь Станиславович
• Шифр специальности: 05.02.02
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2007
• Место защиты: Владимир
• Количество страниц: 150 с. : ил.

Глава 1. Анализ конструкций упругих элементов больших перемещений, применяемых в машинах и приборах

1.1. Упругие элементы муфт

1.2 Упругие элементы центробежных регуляторов и тахометров

1.3. Упругие кинематические устройства

1.3.1.Упругие направляющие вращательного движения

1.3.2. Упругие направляющие поступательного движения

1.3.3-Упругие передаточные механизмы

1.3.4. Ленточные передачи

1.4. Упругие опоры

1.5. Упругие элементы электроконтактных устройств

1.6. Упругие элементы объектов специального назначения

1.7. Упругие элементы приборов
1.8. Упругие элементы для цикловых пневмоприводов с управлением по параметру расхода
1.9. Требования к упругим элементам
1.10. Выбор материалов для изготовления упругого элемента
1.11. Сравнение упругих элементов
1.12. Выводы по 1-й главе
Глава 2. Математическая модель упругого элемента в области
больших перемещений под действием распределенных нагрузок
2.1. Общая характеристика упругого элемента, нагруженного распределенными нагрузками при больших перемещениях
2.2. Уравнение упругой линии плоской пружины
2.3. Теоретические предпосылки расчета упругого элемента
2.4. Методика расчета упругого элемента
2.5. Программа расчета на ЭВМ изгиба плоской пружины, нагруженной распределенными нагрузками

2.6. Выводы по 2-й главе
Глава 3. Экспериментальное исследование упругого элемента больших перемещений
3.1. Особенности экспериментальной установки для определения больших перемещений упругого элементам под действием распределенной нагрузки
3.2. Обработка экспериментальных данных
3.3. Анализ экспериментальных данных
3.4. Выводы по 3-й главе
Глава 4. Методика расчета динамических характеристик упругих
элементов. Упругий элемент в системе циклового пневмопривода с управлением по параметру расхода
4.1. Расчет собственных частот упругого элемента
4.2. Расчет упругого элемента на прочность
4.3. Экспериментальное определение величины коэффициента демпфирования, частоты собственных колебаний и частоты затухающих колебаний упругого элемента
4.4. Расчет динамических погрешностей упругого элемента
4.5. Инженерная методика расчета конструктивных параметров упругого элемента
4.6. Упругий элемент в системе циклового пневмопривода с управлением по параметру расхода
4.7. Определение времени прямого хода привода
4.8. Расчет тензорезисторов, размещенных на упругом элементе
4.9. Выводы по 4-й главе
Заключение
Библиографический список
Приложения

Существует обширная группа деталей, деформации которых полезны и используются в работе машины, прибора, механизма. Такие детали называют упругими элементами или пружинами. Упругими элементами называют гибкие детали, основным рабочим свойством которых является существенно деформироваться под нагрузкой и восстанавливать первоначальное положение при снятии нагрузки.
Упругие элементы машин и приборов являются ответственными звеньями конструкций и требуют научно обоснованного подхода и тщательно проведенного расчета при проектировании. Упругие элементы в технике используют для различных целей. В конструкциях машин и приборов упругие элементы применяют [64, 88, 89]:
1. Для создания постоянных заданных сил (фрикционные и предохранительные муфты, тормоза).
2. Для силового замыкания механизмов (в кулачковых механизмах).
3. Для выполнения функции двигателя (заводные пружины).
4. Для восприятия энергии удара (буферные пружины, амортизаторы).
5. Для передачи, преобразования или направления движения (упругие муфты, упругие направляющие, упругие передаточные механизмы, гибкие связи).
6. Для измерения (преобразования) усилий, моментов, давления, температуры, перемещений.
7. В часовых механизмах и контактных приборных устройствах (спусковые регуляторы).
Необходимость удовлетворения разнообразных и сложных требований к машинам и приборам обусловила создание ряда конструкций упругих элементов. Геометрическая форма упругих элементов разнообразна и зависит от их назначения и конструкции машины и прибора. Упругие элементы различных конструктивных форм подразделяют на плоские, винтовые, и спиральные. При этом упру-

нительных условий существуют два различных типа задач: задача Коши и краевая задача. Если условия задаются в одной точке, то такая задача называется задачей Коши. Дополнительные условия в задаче Коши называются начальными. Если же дополнительные условия задаются более чем в одной точке, то такая задача называется краевой. Сами дополнительные условия называются при этом краевыми или граничными.
При решении задач изгиба стержней условия обычно задаются в двух точках - 0 и 1, являющихся границами рассматриваемой области изменения независимой переменной 5. Во многих случаях заданными оказываются значения либо непосредственно угла <9, либо его первой производной

После решения дифференциального уравнения (2.15) с соответствующими краевыми условиями в виде 5 = >9(5) координаты точек упругой линии могут быть найдены при помощи интегральных соотношений
Х = Х0+/|соз(5(5)>/5, (2.16)

У = У0+фт(5(5)) Здесь Х0 и Г0 - координаты 0-й точки упругой линии стержня. Процедуру определения координат рационально реализовать при помощи отдельной подпрограммы, например посредством численного интегрирования по формуле трапеции.
В различных конкретных задачах входящие в уравнение (2.14) величины могут задаваться по-разному. Различными могут быть и условия на концах 0 и 1.
Существует два основных варианта условий на концах [84]:
условие первого рода:
5(5) = с0 при 5 = 0, 5(5) = С, при 5 = 1, (2.17)
условие второго рода: с13
5(л) = с0 при 5 = 0, — = с2 при 5 = 1, (2.18)
Первые из них имеют место при обоих закрепленных концах стержня, вто-