مفهوم الجسم الصلب تمامًا وقوانين الحركة الدورانية. مادة الفيزياء. موضوع الميكانيكا. النماذج الفيزيائية. نقطة مادية. جسم صلب تمامًا. الأطر المرجعية يُطلق على الجسم الصلب تمامًا

يتحرك درج المكتب بشكل ترجمي تقريبًا، ومكابس محرك السيارة بالنسبة للأسطوانات، والعربات على مقطع مستقيم من السكة الحديدية، وقاطع المخرطة بالنسبة للسرير (الشكل 7.2)، وما إلى ذلك. الحركات التي لها شكل معقد إلى حد ما، على سبيل المثال، يمكن اعتبارها أيضًا دواسات دراجة هوائية أو كابينة عجلة فيريس (الشكل 7.3) في الحدائق العامة.
الحركة الدورانية
الحركة الدورانية حول محور ثابت هي نوع آخر من حركة الجسم الصلب.

صه" الشكل. 7.3
دوران جسم صلب حول محور ثابت هو حركة تصف فيها جميع نقاط الجسم دوائر، مراكزها على نفس الخط المستقيم المتعامد مع مستويات هذه الدوائر. وهذا الخط المستقيم بحد ذاته هو محور الدوران (MN في الشكل 7.4).

في التكنولوجيا، يحدث هذا النوع من الحركة في كثير من الأحيان: دوران مهاوي المحركات والمولدات، وعجلات القطارات الكهربائية الحديثة عالية السرعة وعربات القرية، والتوربينات ومراوح الطائرات، وما إلى ذلك. تدور الأرض حول محورها.
لفترة طويلة كان يُعتقد أنه لا توجد أجهزة مشابهة للعجلة الدوارة في الكائنات الحية: "الطبيعة لم تخلق العجلة". لكن الأبحاث التي أجريت في السنوات الأخيرة أظهرت أن الأمر ليس كذلك. تمتلك العديد من البكتيريا، مثل الإشريكية القولونية، "محركًا" يقوم بتدوير السوط. بمساعدة هذه الأسواط، تتحرك البكتيريا في البيئة (الشكل 7.5، أ). قاعدة السوط متصلة بعجلة على شكل حلقة (الدوار) (الشكل 7.5، ب). يكون مستوى الجزء المتحرك موازيًا لحلقة أخرى مثبتة في غشاء الخلية. يدور الدوار محدثًا ما يصل إلى ثماني دورات في الثانية. الآلية التي تتسبب في دوران الدوار لا تزال غير واضحة إلى حد كبير.
الوصف الحركي
الحركة الدورانية لجسم صلب
عندما يدور جسم ما، فإن نصف قطر الدائرة الموصوفة بالنقطة A لهذا الجسم (انظر الشكل 7.4) سوف يدور خلال الفاصل الزمني عند زاوية معينة cf. من السهل أن نرى أنه بسبب ثبات المواضع النسبية لنقاط الجسم، فإن نصف قطر الدوائر الموصوفة بأي نقاط أخرى من الجسم سوف يدور خلال نفس الزاوية φ في نفس الوقت (انظر الشكل 1). 7.4). وبالتالي، يمكن اعتبار هذه الزاوية φ كمية تميز الحركة ليس فقط لنقطة فردية من الجسم، ولكن أيضًا الحركة الدورانية للجسم بأكمله ككل. لذلك، لوصف دوران جسم صلب حول محور ثابت، تكفي كمية واحدة فقط - المتغير φ(0.
هذه الكمية الفردية (الإحداثيات) يمكن أن تكون الزاوية φ التي يدور من خلالها الجسم حول محور نسبة إلى بعض موضعه، والتي تعتبر صفرًا. يتم تحديد هذا الموضع بواسطة المحور 0,X في الشكل 7.4 (المقاطع 02B، OaC موازية لـ OgX).
في الفقرة 28.1، تم النظر في حركة نقطة على طول الدائرة. تم تقديم مفاهيم السرعة الزاوية CO والتسارع الزاوي p. نظرًا لأنه عندما يدور جسم صلب، فإن جميع نقاطه تدور خلال نفس الزوايا على فترات زمنية متساوية، فإن جميع الصيغ التي تصف حركة نقطة على طول الدائرة تصبح قابلة للتطبيق لوصف دوران الجسم الصلب. يمكن ربط تعريفات السرعة الزاوية (1.28.2) والتسارع الزاوي (1.28.6) بدوران الجسم الصلب. وبنفس الطريقة، فإن الصيغتين (1.28.7) و (1.28.8) صالحة لوصف حركة جسم صلب بتسارع زاوي ثابت.
العلاقة بين السرعات الخطية والزاوية (انظر الفقرة 1.28) لكل نقطة من الجسم الصلب تعطى بالصيغة
و = (7.1.1)
حيث R هي مسافة النقطة من محور الدوران، أي نصف قطر الدائرة الموصوفة بنقطة الجسم الدوار. يتم توجيه السرعة الخطية بشكل عرضي إلى هذه الدائرة. النقاط المختلفة في الجسم الصلب لها سرعات خطية مختلفة بنفس السرعة الزاوية.
نقاط مختلفة من الجسم الصلب لها تسارع طبيعي وعرضي، يتم تحديدها بواسطة الصيغتين (1.28.10) و (1.28.11):
و = co2D، في = RD. (7.1.2)
الحركة المتوازية الطائرة
الحركة المتوازية (أو ببساطة الطائرة) لجسم صلب هي حركة تتحرك فيها كل نقطة من الجسم طوال الوقت في نفس المستوى. علاوة على ذلك، فإن جميع المستويات التي تتحرك فيها النقاط تكون متوازية مع بعضها البعض. من الأمثلة النموذجية للحركة المتوازية للمستوى هو دحرجة الأسطوانة على طول المستوى. إن حركة العجلة على سكة مستقيمة هي أيضًا حركة موازية للمستوى.

ولنتذكر (مرة أخرى!) أنه من الممكن الحديث عن طبيعة حركة جسم معين فقط فيما يتعلق بإطار مرجعي معين. وهكذا، في الأمثلة السابقة، في النظام المرجعي المرتبط بالسكة (الأرضية)، تكون حركة الأسطوانة أو العجلة موازية للمستوى، وفي النظام المرجعي المرتبط بمحور العجلة (أو الأسطوانة)، تكون التناوب. وبالتالي فإن سرعة كل نقطة من نقاط العجلة في النظام المرجعي المرتبط بالأرض (السرعة المطلقة)، حسب قانون جمع السرعات، تساوي المجموع المتجه للسرعة الخطية للحركة الدورانية (السرعة النسبية) و سرعة الحركة الانتقالية للمحور (سرعة النقل) (الشكل 7.6 ):
مركز الدوران اللحظي
دع قرصًا رفيعًا يتدحرج على طول المستوى (الشكل 7.7). يمكن اعتبار الدائرة مضلعًا منتظمًا به عدد كبير من الجوانب بشكل تعسفي. لذلك، يمكن استبدال الدائرة الموضحة في الشكل 7.7 عقليًا بمضلع (الشكل 7.8). لكن حركة الأخير تتكون من سلسلة من الدورات الصغيرة: أولاً حول النقطة C، ثم حول النقاط Cj، C2، وما إلى ذلك. لذلك، يمكن أيضًا اعتبار حركة القرص بمثابة سلسلة من الدورات الصغيرة جدًا (متناهية الصغر) حول النقاط C، Cx، C2، الخ. د. وهكذا، في كل لحظة من الزمن يدور القرص حول النقطة السفلية C. وتسمى هذه النقطة بالمركز اللحظي لتدوير القرص. في حالة وجود قرص يتدحرج على طول المستوى، يمكننا التحدث عن محور دوران لحظي. هذا المحور هو خط تماس القرص مع المستوى في وقت معين. أرز. 7.7
أرز. 7.8
إن إدخال مفهوم المركز اللحظي (المحور اللحظي) للدوران يبسط حل عدد من المشاكل. على سبيل المثال، بمعرفة أن مركز القرص له سرعة، يمكنك العثور على سرعة النقطة A (انظر الشكل 7.7). في الواقع، بما أن القرص يدور حول المركز اللحظي C، فإن نصف قطر دوران النقطة A يساوي AC، ونصف قطر دوران النقطة O يساوي OC. ولكن بما أن AC = 2OS، إذن؟ "يا
vA = 2v0 = 2v. وبالمثل، يمكنك العثور على سرعة أي نقطة على هذا القرص.
لقد تعرفنا على أبسط أنواع حركة الجسم الصلب: الانتقالية، الدورانية، المتوازية. في المستقبل سيتعين علينا التعامل مع ديناميكيات الجسم الصلب.

المزيد عن الموضوع § 7.1. الجسم الصلب تمامًا وأنواع حركته:

1. 56. جزيئات الأجسام السائلة لها حركات موجهة في جميع الاتجاهات؛ أدنى قوة كافية لتحريك الأجسام الصلبة المحيطة بها

• أسهل طريقة لوصف حركة الجسم هي أن المواضع النسبية لأجزائه لا تتغير. يسمى هذا الجسم صلبًا تمامًا.

عند دراسة علم الحركة قلنا أن وصف حركة الجسم يعني وصف حركة جميع نقاطه. بمعنى آخر، يجب أن تكون قادرًا على العثور على الإحداثيات والسرعة والتسارع ومسارات جميع نقاط الجسم. على العموم هذه مشكلة صعبة ولن نحاول حلها. يكون الأمر صعبًا بشكل خاص عندما تتشوه الأجسام بشكل ملحوظ أثناء الحركة.

في الواقع، لا توجد مثل هذه الهيئات. هذا نموذج مادي. وفي الحالات التي تكون فيها التشوهات صغيرة، يمكن اعتبار الأجسام الحقيقية صلبة تمامًا. ومع ذلك، فإن حركة الجسم الصلب تكون معقدة بشكل عام. سنركز على أبسط نوعين من حركة الجسم الصلب: الانتقالية والدورانية.

التحرك إلى الأمام

يتحرك الجسم الصلب بشكل انتقالي إذا كان أي جزء من الخط المستقيم المتصل بشكل صارم بالجسم يتحرك بشكل مستمر موازيًا لنفسه.

أثناء الحركة الانتقالية، تقوم جميع نقاط الجسم بنفس الحركات، وتصف نفس المسارات، وتسير في نفس المسارات، وتكون لها سرعات وتسارعات متساوية. دعونا نظهر ذلك.

دع الجسم يتحرك للأمام. دعونا نربط نقطتين عشوائيتين A و B من الجسم بقطعة خط مستقيم (الشكل 7.1). يجب أن تظل القطعة المستقيمة AB موازية لنفسها. المسافة AB لا تتغير، لأن الجسم جامد تمامًا.

أرز. 7.1

أثناء الحركة الانتقالية، لا يتغير المتجه، أي أن حجمه واتجاهه يظلان ثابتين. ونتيجة لذلك، فإن مسارات النقطتين A وB متطابقتان، حيث يمكن دمجهما بالكامل عن طريق الترجمة المتوازية إلى .

من السهل أن نرى أن حركات النقطتين A وB هي نفسها وتحدث في نفس الوقت. وبالتالي فإن النقطتين A وB لهما نفس السرعات. تسارعاتها هي نفسها أيضًا.

ومن الواضح أنه لوصف الحركة الانتقالية لجسم ما، يكفي وصف حركة أي نقطة من نقاطه، لأن جميع النقاط تتحرك بنفس الطريقة. فقط في هذه الحركة يمكننا التحدث عن سرعة الجسم وتسارع الجسم. مع أي حركة أخرى للجسم، تكون لنقاطه سرعات وتسارعات مختلفة، ويفقد مصطلحا "سرعة الجسم" أو "تسارع الجسم" معناهما.

درج مكتبي، ومكابس محرك السيارة بالنسبة للأسطوانات، والعربات الموجودة على قسم مستقيم من السكة الحديد، وقاطع المخرطة بالنسبة للسرير (الشكل 7.2)، وما إلى ذلك، تتحرك تقريبًا في الترجمة.

أرز. 7.2

أرز. 7.3

الحركة الدورانية

الحركة الدورانية حول محور ثابت هي نوع آخر من حركة الجسم الصلب.

دوران جسم صلب حول محور ثابت هو حركة تصف فيها جميع نقاط الجسم دوائر، مراكزها على نفس الخط المستقيم المتعامد مع مستويات هذه الدوائر. وهذا الخط المستقيم بحد ذاته هو محور الدوران (MN في الشكل 7.4).

أرز. 7.4

في التكنولوجيا، يحدث هذا النوع من الحركة في كثير من الأحيان: دوران مهاوي المحركات والمولدات، وعجلات القطارات الكهربائية الحديثة عالية السرعة وعربات القرية، والتوربينات ومراوح الطائرات، وما إلى ذلك. تدور الأرض حول محورها.

لفترة طويلة كان يُعتقد أنه لا توجد أجهزة مشابهة للعجلة الدوارة في الكائنات الحية: "الطبيعة لم تخلق العجلة". لكن الأبحاث التي أجريت في السنوات الأخيرة أظهرت أن الأمر ليس كذلك. تمتلك العديد من البكتيريا، مثل الإشريكية القولونية، "محركًا" يقوم بتدوير السوط. بمساعدة هذه الأسواط، تتحرك البكتيريا في البيئة (الشكل 7.5، أ). قاعدة السوط متصلة بعجلة على شكل حلقة (الدوار) (الشكل 7.5، ب). يكون مستوى الجزء المتحرك موازيًا لحلقة أخرى مثبتة في غشاء الخلية. يدور الدوار محدثًا ما يصل إلى ثماني دورات في الثانية. الآلية التي تتسبب في دوران الدوار لا تزال غير واضحة إلى حد كبير.

أرز. 7.5

الوصف الحركي للحركة الدورانية لجسم صلب

عندما يدور جسم ما، فإن نصف القطر r A للدائرة الموصوفة بالنقطة A لهذا الجسم (انظر الشكل 7.4) سوف يدور خلال الفترة الزمنية Δt بزاوية معينة φ. من السهل أن نرى أنه بسبب ثبات الموضع النسبي لنقاط الجسم، فإن نصف قطر الدوائر الموصوفة بأي نقاط أخرى من الجسم سوف يدور خلال نفس الزاوية φ في نفس الوقت (انظر الشكل 1). 7.4). وبالتالي، يمكن اعتبار هذه الزاوية φ كمية تميز حركة ليس فقط نقطة فردية من الجسم، ولكن أيضًا الحركة الدورانية للجسم بأكمله ككل. لذلك، لوصف دوران جسم صلب حول محور ثابت، تكفي كمية واحدة فقط - المتغير φ(t).

هذه الكمية الفردية (الإحداثيات) يمكن أن تكون الزاوية φ التي يدور من خلالها الجسم حول محور نسبة إلى بعض موضعه، والتي تعتبر صفرًا. يتم تحديد هذا الموضع بواسطة المحور O 1 X في الشكل 7.4 (الأجزاء O 2 B، O 3 C موازية لـ O 1 X).

في الفقرة 28.1، تم النظر في حركة نقطة على طول الدائرة. تم تقديم مفاهيم السرعة الزاوية ω والتسارع الزاوي β. نظرًا لأنه عندما يدور جسم صلب، فإن جميع نقاطه تدور خلال نفس الزوايا على فترات زمنية متساوية، فإن جميع الصيغ التي تصف حركة نقطة على طول الدائرة تصبح قابلة للتطبيق لوصف دوران الجسم الصلب. يمكن ربط تعريفات السرعة الزاوية (1.28.2) والتسارع الزاوي (1.28.6) بدوران الجسم الصلب. وبنفس الطريقة، فإن الصيغتين (1.28.7) و (1.28.8) صالحة لوصف حركة جسم صلب بتسارع زاوي ثابت.

العلاقة بين السرعات الخطية والزاوية (انظر الفقرة 1.28) لكل نقطة من الجسم الصلب تعطى بالصيغة

حيث R هي مسافة النقطة من محور الدوران، أي نصف قطر الدائرة الموصوفة بنقطة الجسم الدوار. يتم توجيه السرعة الخطية بشكل عرضي إلى هذه الدائرة. النقاط المختلفة في الجسم الصلب لها سرعات خطية مختلفة بنفس السرعة الزاوية.

نقاط مختلفة من الجسم الصلب لها تسارع طبيعي وعرضي، يتم تحديدها بواسطة الصيغتين (1.28.10) و (1.28.11):

الحركة المتوازية الطائرة

الحركة المتوازية (أو ببساطة الطائرة) لجسم صلب هي حركة تتحرك فيها كل نقطة من الجسم طوال الوقت في نفس المستوى. علاوة على ذلك، فإن جميع المستويات التي تتحرك فيها النقاط تكون متوازية مع بعضها البعض. من الأمثلة النموذجية للحركة المتوازية للمستوى هو دحرجة الأسطوانة على طول المستوى. إن حركة العجلة على سكة مستقيمة هي أيضًا حركة موازية للمستوى.

دعونا نذكرك (مرة أخرى!) أنه لا يمكننا التحدث عن طبيعة حركة جسم معين إلا فيما يتعلق بإطار مرجعي معين. لذلك، في الأمثلة السابقة، في النظام المرجعي المرتبط بالسكة (الأرضية)، تكون حركة الأسطوانة أو العجلة موازية للمستوى، وفي النظام المرجعي المرتبط بمحور العجلة (أو الأسطوانة)، تكون التناوب. وبالتالي فإن سرعة كل نقطة من نقاط العجلة في النظام المرجعي المرتبط بالأرض (السرعة المطلقة)، حسب قانون جمع السرعات، تساوي المجموع المتجه للسرعة الخطية للحركة الدورانية (السرعة النسبية) و سرعة الحركة الانتقالية للمحور (السرعة القابلة للتحويل) (الشكل 7.6):

أرز. 7.6

مركز الدوران اللحظي

دع قرصًا رفيعًا يتدحرج على طول المستوى (الشكل 7.7). يمكن اعتبار الدائرة مضلعًا منتظمًا به عدد كبير من الجوانب بشكل تعسفي.

لذلك، يمكن استبدال الدائرة الموضحة في الشكل 7.7 عقليًا بمضلع (الشكل 7.8). لكن حركة الأخير تتكون من سلسلة من الدورات الصغيرة: أولاً حول النقطة C، ثم حول النقاط C 1، C 2، إلخ. لذلك، يمكن أيضًا اعتبار حركة القرص بمثابة سلسلة صغيرة جدًا (متناهية الصغر). تدور حول النقاط C، C 1، C 2، إلخ (2). وهكذا، في كل لحظة من الزمن يدور القرص حول النقطة السفلية C. وتسمى هذه النقطة بالمركز اللحظي لتدوير القرص. في حالة وجود قرص يتدحرج على طول المستوى، يمكننا التحدث عن محور دوران لحظي. هذا المحور هو خط تماس القرص مع المستوى في وقت معين.

أرز. 7.7 و 7.8

إن إدخال مفهوم المركز اللحظي (المحور اللحظي) للدوران يبسط حل عدد من المشاكل. على سبيل المثال، بمعرفة أن مركز القرص له سرعة، يمكنك العثور على سرعة النقطة A (انظر الشكل 7.7). في الواقع، بما أن القرص يدور حول المركز اللحظي C، فإن نصف قطر دوران النقطة A يساوي AC، ونصف قطر دوران النقطة O يساوي OC. لكن بما أن AC = 20C، إذن

وبالمثل، يمكنك العثور على سرعة أي نقطة على هذا القرص.

لقد تعرفنا على أبسط أنواع حركة الجسم الصلب: الانتقالية، الدورانية، المتوازية. في المستقبل سيتعين علينا التعامل مع ديناميكيات الجسم الصلب.

(١) فيما يلي، على سبيل الإيجاز، سنتحدث ببساطة عن الجسم الصلب.

(2) بالطبع، من المستحيل تصوير مضلع بعدد لا نهائي من الأضلاع.

جسم صلب تمامًا (الجسم الصلب) - الجسم الذي لا تتغير المسافة بين أجزائه عندما تؤثر عليه قوى، أي: لا يتغير شكل الجسم الصلب وأبعاده عند تأثير أي قوة عليه. وبطبيعة الحال، مثل هذه الهيئات غير موجودة في الطبيعة. هذا نموذج مادي. وفي الحالات التي تكون فيها التشوهات صغيرة، يمكن اعتبار الأجسام الحقيقية صلبة تمامًا. عادة ما تكون حركة الجسم الصلب معقدة للغاية. سننظر في نوعين فقط من حركة الجسم:

1. الحركة إلى الأمام:

حركة الجسد العد تدريجي ، إذا كان أي قطعة مستقيمة متصلة بشكل صارم بالجسم تتحرك بشكل مستمر موازية لنفسها. أثناء الحركة الانتقالية، تقوم جميع نقاط الجسم بنفس الحركات، وتسير في نفس المسارات، وتكون لها سرعات وتسارعات متساوية، وتصف نفس المسارات.

2. الحركة الدورانية :

دوران جسم صلب حول محور ثابت هو حركة تصف فيها جميع نقاط الجسم دوائر، مراكزها على نفس الخط المستقيم المتعامد مع مستويات هذه الدوائر. وهذا الخط المستقيم نفسه هو محور الدوران.

عندما يدور جسم ما، فإن نصف قطر الدائرة الموصوفة بنقطة من هذا الجسم سوف يدور بزاوية معينة خلال فترة زمنية. ونظرًا لثبات الموضع النسبي لنقاط الجسم، فإن نصف قطر الدوائر الموصوفة بأي نقاط أخرى من الجسم سوف يدور بنفس الزاوية خلال نفس الوقت.à هذه الزاوية هي القيمة التي تميز الحركة الدورانية للجسم بأكمله. من هذا يمكننا أن نستنتج أنه لوصف الحركة الدورانية لجسم جامد تمامًا حول محور ثابت، فأنت بحاجة إلى معرفة متغير واحد فقط - الزاوية التي سيدور من خلالها الجسم في وقت معين.

العلاقة بين السرعات الخطية والزاوية لكل نقطة من الجسم الصلب تعطى بالصيغةالخامس = ώ ر

كما أن نقاط الجسم الصلب لها تسارع عمودي وعرضي، والتي يمكن تحديدها بالصيغة:

أ ن = ώ 2 ر أ τ = βR

3. الحركة المتوازية المستوية:

الحركة المتوازية المستوية هي حركة تتحرك فيها كل نقطة من نقاط الجسم بشكل مستمر في مستوى واحد، بينما تكون جميع المستويات متوازية مع بعضها البعض.

الآن دعونا نتعرف على مركز الدوران اللحظي. لنفترض أن العجلة تدور على طول مستوى ما. ويمكن اعتبار حركة هذه العجلة بمثابة سلسلة من الدورات متناهية الصغر حول النقاط. ومن هذا يمكننا أن نستنتج أنه في كل لحظة تدور العجلة حول أدنى نقطة لها. هذه النقطة تسمى مركز الدوران اللحظي .

محور الدوران اللحظي - خط اتصال القرص بالمستوى في وقت معين.

المفاهيم الأساسية للإحصائياتدخل العلم نتيجة عمره قرون الأنشطة العمليةشخص. هم مؤكدالعديد من التجارب والملاحظات الطبيعة.

أحد هذه المفاهيم الأساسية هو المفهوم نقطة مادية.

جسميمكن أن ينظر إليه على أنه نقطة ماديةأي: يمكن تمثيله هندسيالنقطة التي يتركز فيها كل شيء وزنالجسم، في حالة متى قياسات الجسم لا يهم في المشكلة قيد النظر.

على سبيل المثال، عند دراسة الحركة الكواكب والأقمار الصناعيةفهي تعتبر النقاط المادية، لأن أبعادالكواكب والأقمار الصناعية ضئيلةمقارنة مع الأحجام المدارية. ومن ناحية أخرى يدرس حركةالكواكب (على سبيل المثال، الأرض) حول محور، هو بالفعل ممنوعتعتبر نقطة مادية.

جسم يستطيعتعتبر نقطة مادية في جميع الأحوال عندما تؤدي جميع نقاطها نفسحركة. على سبيل المثال، يمكن اعتبار المكبس الموجود في محرك الاحتراق الداخلي بمثابة نقطة مادية تتركز فيها الكتلة الكاملة لهذا المكبس.

نظاممُسَمًّى مجموعة من النقاط الماديةوالتي حركاتها ومواقفها مترابطة. ويترتب على التعريف أعلاه ذلك يمكن اعتبار أي جسم مادي بمثابة نظام من النقاط المادية.

عند دراسة توازن الهيئات، يتم أخذها في الاعتبار صلبة تماما(أو جامدة تمامًا)، أي أنهم يفترضون عدم وجود أي مؤثرات خارجية لا تسبب تغيرات في حجمها وشكلهاوماذا في ذلك المسافة بين أي نقطتين على الجسميبقى دائما دون تغيير.

في الواقعتتأثر جميع الأجسام بقوى من الأجسام الأخرى يتغيرحجمها وشكلها. لذلك، إذا كان القضيب، على سبيل المثال، مصنوعًا من الفولاذ أو الخشب، ضغططوله سوف يتناقص، وعندما إلتواءهي وفقا لذلك سيزيد(أرز. أ ).

التغييرات أيضا استمارةقضيب مستلقي على دعامتين تحت تأثير حمل عمودي على محوره (الشكل 1). ب ). قضيب الانحناءات.

بأغلبية ساحقةحالات تشوهالأجسام (الأجزاء) التي تشكل الآلات والأجهزة والهياكل، صغير جدًا، و في دراسة الحركة والتوازنهذه الكائنات يمكن إهمال التشوهات.

وهكذا، فإن مفهوم الجسم جامد تماما هو الشرط(التجريد). تم تقديم هذا المفهوم لهذا الغرض تبسيط دراسة قوانين التوازن وحركة الأجسام.

إلا بعد الدراسة ميكانيكا الجسم الصلبةيمكنك البدء بدراسة التوازن والحركة قابلة للطيالأجسام والسوائل وما إلى ذلك. عند حساب القوة، من الضروري أن تأخذ بعين الاعتبار تشوهات الأجسام. في هذه الحسابات، تلعب التشوهات دورًا بارِزدور و لا يمكن إهمالهم.

1. الميكانيكا النظرية

2. مقاومة المواد

3. أجزاء الآلة

نظام القوات. أنظمة القوة المكافئة القوة الناتجة. المهام الأساسية للإحصائيات.

الخط الذي تطبق عليه القوة يسمى خط عمل القوة. تشكل العديد من القوى المؤثرة على الجسم نظامًا من القوى. في الإحصائيات سنتحدث عن عدة أنظمة للقوى ونحدد مرادفات الأنظمة. الأنظمة المكافئة لها تأثيرات مماثلة على الجسم. سنقوم بتقسيم جميع القوى المؤثرة في الإحصائيات إلى خارجية وداخلية.

بديهيات الاستاتيكا

البديهية 1. مبدأ القصور الذاتي - أي نقطة مادية معزولة تكون في حالة سكون أو حركة منتظمة ومستقيمة حتى تؤثر عليها قوى خارجية تخرجها من هذه الحالة. تسمى حالة الراحة أو الحركة الخطية المنتظمة بالتوازن. إذا كانت نقطة أو نقطة تحت تأثير نظام القوى وحافظت على التوازن، فإن نظام القوى الحالي متوازن.

البديهية 2. شروط توازن قوتين. تشكل القوتان المطبقتان على أجهزة الصراف الآلي نظامًا متوازنًا إذا كانتا تؤثران على نفس الخط المستقيم وفي اتجاهين متعاكسين وكانتا متساويتين في الحجم.

البديهية 3. مبدأ إضافة واستبعاد القوى المتوازنة. إذا كان نظام القوى يعمل على هذا الفعل، فيمكن إضافة نظام متوازن من القوى إليه أو حذفه منه. وسيكون النظام الجديد الناتج مساويا للنظام الأصلي.

النتيجة الطبيعية 1. يمكن أن تنتقل القوة المؤثرة على جسم صلب إلى أي نقطة على خط العمل، دون الإخلال بالاتزان.

البديهية 4. قواعد متوازي الأضلاع والمثلث. قوتان مطبقتان على نقطة ما محصلتهما مطبقة عند نفس النقطة تساوي قطر متوازي الأضلاع المبني على هاتين القوتين كما هو الحال على الجانبين. تسمى عملية استبدال نظام القوى بقوة محصلة بإضافة القوى. في بعض الحالات يتم استخدام القواعد في الاتجاه المعاكس، أي. يتم تنفيذ تحويل قوة وحدة أنظمة القوى المتقاربة. محصلة قوتين مطبقتين على نقطة من الجسم تساوي الضلع الختامي للمثلث، والضلعان الآخران مساويان للقوى الأولية.

النتيجة الطبيعية 2. نظرية توازن ثلاث قوى. إذا كانت ثلاث قوى متوازية تؤثر على أجهزة الصراف الآلي تشكل نظامًا متوازنًا، فإن خطوط القوى المؤثرة تتقاطع عند نقطة واحدة.

البديهية 5. قانون الفعل ورد الفعل. عندما يتلامس جسمان، فإن قوة الجسم الأول على الثاني تساوي قوة الجسم الثاني على الأول، وتؤثر كلتا القوتين على طول خط مستقيم وموجهتان في اتجاهين متعاكسين.

نظام القوى المتقاربة. إضافة نظام الطائرة من القوى المتقاربة. مضلع الطاقة.

نظام القوى المتقاربة هو نظام القوى المؤثرة على جسم جامد تمامًا تتقاطع فيه خطوط عمل جميع القوى عند نقطة واحدة. النظام المسطح للقوى المتقاربة هو مجموعة من القوى المؤثرة على جسم يتقاطع خط عملها عند نقطة واحدة. القوتان المؤثرتان على جسم مطبق على نقطة واحدة تشكلان أبسط نظام لتقارب القوى. من أجل عملية إضافة نظام من عدد أكبر من القوى المتقاربة، يتم استخدام قاعدة بناء مضلع القوة. وفي هذه الحالة تتم عمليات إضافة قوتين بشكل متتابع. سيُظهر الجانب الختامي للمضلع حجم اتجاه متجه القوة المحصلة.

الحالة التحليلية لتوازن النظام المستوي للقوى المتقاربة.

بدلاً من بناء مضلع القوة، يمكن العثور على النظام الناتج للقوى المتقاربة بشكل أكثر دقة وسرعة عن طريق الحساب باستخدام طريقة تحليلية. يعتمد على طريقة الإسقاط التي يتم من خلالها تنسيق كل نظام وإسقاطه على محاور الإحداثيات وحساب قيمة الإسقاط. إذا كان اتجاه خط عمل القوة بالنسبة للمحور X معروفًا، فسيتم أخذ إسقاط هذه القوة على المحور الإحداثي OX باستخدام دالة جيب التمام، ويتم أخذ إسقاط القوة على المحور Y باستخدام وظيفة القوة. إذا كانت حالة المشكلة تأخر اتجاه القوة عن محور OU، فيجب تحويل مخطط التصميم عن طريق حساب الزاوية بين القوة ومحور OX.

عند تحديد إسقاط القوى على محوري OX وOU، هناك قاعدة إشارة سنحدد من خلالها الاتجاه، وبالتالي علامة الإسقاط. إذا كانت القوة، بالنسبة لإسقاط محور الثور، تتزامن في الاتجاه مع المكون الموجب للقوى، فسيتم أخذ إسقاط القوة بالعلامة "+". إذا كان اتجاه القوة يتزامن مع منطقة قيم المحور السالبة، فإن إشارة الإسقاط هي -. نفس القاعدة نموذجية بالنسبة لمحور المرجع أمبير.

إذا كانت القوة موازية لأحد المحاور، فإن إسقاط القوة على هذا المحور يساوي القوة نفسها في المقدار؛

إسقاط نفس القوة على محور آخر. عند حل مشاكل تحديد حجم القوة المحصلة تحليليا، يتم استخدام هذه القاعدة بطريقة شاملة، على سبيل المثال، بالنسبة لنظام معين من القوى المتقاربة، يتم إنشاء مضلع القوة، الذي يكون الجانب الختامي منه هو النظام الناتج. لنقم بإسقاط هذا المضلع على محاور الإحداثيات وتحديد حجم إسقاطات كل قوة مؤثرة. وبالتالي فإن إسقاط النظام الناتج للقوى المتقاربة على كل محور من محاور الإحداثيات يساوي المجموع الجبري لإسقاطات القوى المكونة على نفس المحور. يتم تحديد القيمة العددية للقوة الناتجة بالتعبير Fe = root Fex2 + Fey2. يتم حل مشاكل تحديد قوى رد فعل الرابطة غير المعروفة المميزة للإحصائيات مع مراعاة الظروف. في هذه الحالة، غالبا ما يتم حل المشكلة تحليليا والتحقق من صحة الحل بيانيا. ونتيجة لذلك، ينبغي إغلاق مضلع القوة.

الحالة الهندسية لتوازن نظام مستوٍ من القوى المتقاربة.

دعونا نفكر في نظام القوى المؤثرة على الجسم ونحدد مقدار النتيجة. نتيجة الإضافة المتسلسلة، تم الحصول على متجه للقوة الكلية، والذي يوضح عمل نظام القوى على الجسم، ومع ذلك، يمكن تبسيط البناء عن طريق تخطي المراحل الوسيطة لاستكمال بناء متجه القوة الناتج عند كل مرحلة. يمكن تنفيذ بناء مضلع القوة بأي تسلسل. في هذه الحالة، لا يتغير مقدار واتجاه متجه القوة المحصلة. في الإحصائيات، يعتبر نظام القوى المؤثرة على الجسم متوازنًا، وإذا تم الحصول، بعد عملية إضافة القوى، على اتجاه معين لحجم القوة الناتجة - الجانب المغلق للمضلع، فمن الضروري أضف إلى هذا النظام قوة تساوي عدديًا قيمة المتجه الكلي الواقع معه على نفس الخط المستقيم والموجه بشكل معاكس. أثناء بناء المضلع، نرى أن نظام القوى لديه قوة محصلة، لذا، للامتثال للشروط الثابتة، أضفنا القوة F5، التي تعمل على موازنة متجه القوى المحصلة. ونتيجة لذلك، فإن F1 F2 F3 F4 F5 متوازن. وبالتالي، فإن نظام القوى المتقاربة الموجودة في المستوى يكون متوازنا عندما يكون مضلع القوة مغلقا.

حركة النقطة المعقدة.

تمت صياغة قوانين نيوتن لحركة نقطة فيما يتعلق بالأطر المرجعية بالقصور الذاتي. لتحديد المعلمات الحركية لنقطة ما عند التحرك بالنسبة إلى إطار مرجعي متحرك بشكل تعسفي، تم تقديم نظرية الحركة المعقدة.

المجمع هو حركة نقطة فيما يتعلق بنظامين مرجعيين أو أكثر.

الشكل 3.1

يوضح الشكل 3.1:

يُؤخذ تقليديًا كنظام مرجعي ثابت O1x1y1z1؛

التحرك بالنسبة إلى الإطار المرجعي الثابت Oxyz؛

النقطة M تتحرك بالنسبة للإطار المرجعي المتحرك.

بديهيات الديناميكيات.

مبدأ القصور الذاتي: أي نظام مادي معزول يكون في حالة سكون أو حركة منتظمة وخطية حتى تخرجه قوى خارجية من هذه الحالة. هذه الحالة تسمى القصور الذاتي. مقياس القصور الذاتي هو كتلة الجسم.

الكتلة هي كمية المادة لكل وحدة حجم الجسم.

قانون نيوتن الثاني هو القانون الأساسي للديناميكيات. F=ma، حيث F هي القوة المؤثرة، وm هي كتلة الجسم، وهي تسارع النقطة.

التسارع الذي يتم نقله إلى نقطة مادية أو نظام من النقاط بواسطة قوة تتناسب مع حجم القوة وتتزامن مع اتجاه القوة. تتأثر أي نقطة داخل الأرض بقوة الجاذبية G=mg، حيث G هي قوة الجاذبية التي تحدد وزن الجسم.

قانون نيوتن الثالث. قوى التفاعل بين جسمين متساوية في الحجم وموجهة على طول خط مستقيم واحد في اتجاهين متعاكسين. في الديناميكيات، عندما يتفاعل جسمان، فإن التسارع يتناسب عكسيا مع الكتلة.

قانون استقلال عمل القوة. كل قوة في النظام لها نفس التأثير على جسم مادي كما لو كانت تعمل بمفردها مع هذا التسارع الذي يحول الجسم من نظام القوى الذي يساوي المجموع الهندسي للتسارعات المنقولة إلى النقطة بواسطة كل قوة على حدة.

عمل الجاذبية.

دعونا ننظر في حركة الجسم على طول مسار متفاوت الارتفاع.

يعتمد الشغل الذي تبذله الجاذبية على التغير في الارتفاع ويتم تحديده بواسطة W (b)=G(h1-h2).

عندما يرتفع الجسم فإن الشغل الذي تبذله الجاذبية يكون سالباً لأن تحت تأثير القوة هناك مقاومة للحركة. عندما يسقط جسم، يكون الشغل الذي تبذله الجاذبية موجبًا.

أهداف وغايات قسم "قطع غيار الآلات". الآلية والآلة. الأجزاء والمكونات. متطلبات الآلات والمكونات وأجزائها.

أجزاء الآلة هو العلم الذي يدرس طريقة حساب وتصميم أجزاء الآلة وتجميعاتها.

في التنمية نحن حديثون. هناك اتجاهان في الهندسة الميكانيكية:

1. النمو المستمر للهندسة الميكانيكية، وزيادة عدد ونطاق الأجزاء والتجمعات للأغراض العامة

2. زيادة قوة وإنتاج الآلات وقابلية تصنيعها وكفاءتها ووزن وحجم المعدات.

اكتمل جهاز الجهاز ميكانيكي حركات لتحويل طاقة المواد الحركية لزيادة الإنتاجية واستبدال العمالة.

مقسمة إلى مجموعتين:

محركات الآلة (محرك الاحتراق الداخلي، آلة التكسير، المحرك الكهربائي)

آلات العمل (المعدات والناقلات) وغيرها من الأجهزة التي تسهل أو تحل محل العمل البدني أو المنطقي. النشاط البشري.

الآلية عبارة عن مجموعة من الروابط المترابطة المصممة لتحويل حركة عنصر أو أكثر من عناصر الآلة.

جزء أولي من آلية تتكون من عدة وصلات صلبة. رابط الأجزاء: هناك وصلات الإدخال والإخراج، بالإضافة إلى القيادة والقيادة.

تتكون جميع الآلات والآليات من أجزاء وتجميعات.

الجزء هو منتج مصنوع من مادة واحدة دون عمليات التجميع.

عقدة الانتهاء. حَشد وحدة تتكون من عدد من الأجزاء ذات غرض وظيفي مشترك.

وتنقسم جميع الأجزاء والمكونات إلى:

1. عناصر الأغراض العامة

أ) يتصل. الأجزاء والوصلات

ب) انتقال الدوران لحظة

ج) قطع الغيار ووحدات الخدمة. التحويلات

د) الأجزاء الداعمة للآلات

2. عناصر الأغراض الخاصة.

المفاهيم الأساسية للموثوقية وتفاصيلها. معايير الأداء وحساب أجزاء الآلة. حسابات التصميم والتحقق.

الموثوقية مشروطة بالامتثال. معايير الأداء هي قدرة جزء فردي أو آلة بأكملها على أداء وظائف محددة مع الحفاظ على الأداء التشغيلي خلال فترة زمنية معينة.

تعتمد الموثوقية على ميزات إنشاء وتشغيل الآلة، فنتيجة لتشغيل الآلة بشكل مخالف تحدث أعطال تسبب الخسارة.

المؤشر الرئيسي للموثوقية هو احتمالية التشغيل الخالي من الفشل، ومعامل الموثوقية Pt، الذي يوضح احتمالية عدم حدوث فشل في الفاصل الزمني المحدد للجهاز (بالساعات). احتمالية التشغيل بدون أعطال طبقاً للمعادلة Pt=1-Nt/N، حيث Nt هو عدد الآلات أو الأجزاء التي تعطلت في نهاية العمر التشغيلي للآلة، N هو عدد الآلات والأجزاء المشاركة في التشغيل اختبار معامل موثوقية الآلة بأكملها يساوي المعامل Pt=Pt1* Pt2…Ptn تعتبر الموثوقية أحد المؤشرات الرئيسية لجودة الآلة، والتي ترتبط بالأداء.

قابلية التشغيل هي حالة الكائن الذي يكون فيه قادرًا على أداء وظائف محددة مع الحفاظ على قيم المعلمات المحددة ضمن حدود الوثائق الفنية والتنظيمية المعمول بها.

المعايير الرئيسية لأداء d.m. يكون:

القوة والصلابة ومقاومة التآكل ومقاومة الحرارة ومقاومة الاهتزاز.

عند تصميم د.م. يتم إجراء الحسابات عادةً وفقًا لمعيار واحد أو اثنين، أما المعايير المتبقية فقد تم استيفاؤها بشكل واضح أو ليس لها أهمية عملية بالنسبة للجزء قيد النظر.

اتصالات مترابطة. تصنيف الخيوط والخيوط الهندسية الأساسية الأنواع الرئيسية للخيوط وخصائصها المقارنة ونطاق التطبيق أشكال التصميم وطرق قفل الوصلات الملولبة.

الاتصال الملولب هو توصيل الأجزاء المكونة للمنتج باستخدام جزء يحتوي على خيط.
يتم الحصول على الخيط عن طريق قطع الأخاديد الموجودة على سطح القضيب أثناء تحريك شكل مسطح - شكل الخيط (مثلث، شبه منحرف، وما إلى ذلك)

مزايا الاتصالات مترابطة
1) التنوع،
2) موثوقية عالية،
3) الأبعاد الصغيرة والوزن لأجزاء التثبيت الملولبة،
4) القدرة على خلق وإدراك القوى المحورية الكبيرة،
5) قابلية التصنيع وإمكانية التصنيع الدقيق.

عيوب الاتصالات مترابطة
1) تركيز كبير من الضغوط في أماكن التغيرات الحادة في المقطع العرضي؛
2) انخفاض كفاءة الاتصالات المترابطة المنقولة.

تصنيف الخيوط
1) حسب شكل السطح الذي يتكون عليه الخيط (الشكل 4.3.1):
- إسطواني؛
- مخروطي.

2) حسب شكل ملف تعريف الخيط:
- الثلاثي (الشكل 4.3.2.أ)،
- شبه منحرف (الشكل 4.3.2.ب)،
- المستمرة (الشكل 4.3.2.ج)،
- مستطيلة (الشكل 4.3.2.ز) و
- مستديرة (الشكل 4.3.2.د).

3) في اتجاه الحلزون:
يمين و يسار.
4) حسب عدد الزيارات:
بداية واحدة، بداية متعددة (يتم تحديد البداية من النهاية بعدد المنعطفات الجارية).
5) حسب الغرض:
- السحابات،
- التثبيت والختم،
- خيوط لنقل الحركة

مبدأ تشغيل وتصميم تروس الاحتكاك مع نسبة تروس غير منظمة (ثابتة). المزايا والعيوب، النطاق. والعتاد أسطواني. المواد الدوارة. أنواع تدمير أسطح العمل للبكرات.

تتكون ناقلات الاحتكاك من بكرتين (الشكل 9.1): القيادة 1 والقيادة 2، والتي يتم ضغطها ضد بعضها البعض بقوة (في الشكل - زنبرك)، بحيث تكون قوة الاحتكاك عند نقطة تلامس البكرات كافية للقوة المحيطية المنقولة.

طلب.

نادرًا ما يتم استخدام ناقلات الاحتكاك ذات نسبة التروس غير المنظمة في الهندسة الميكانيكية، على سبيل المثال، في مكابس الاحتكاك، والمطارق، والروافع، ومعدات الحفر، وما إلى ذلك). كناقلات للطاقة، فهي ضخمة وغير موثوقة. تُستخدم هذه التروس بشكل أساسي في الأجهزة التي تتطلب التشغيل السلس والهادئ (مسجلات الأشرطة، والمشغلات، وعدادات السرعة، وما إلى ذلك). فهي أقل شأنا من التروس في القدرة الحاملة.

الشكل 9.1. معدات الاحتكاك الأسطوانية:

1 - محرك الأسطوانة. 2 - الأسطوانة مدفوعة

أ) يستخدم جهاز الاحتكاك الأسطواني لنقل الحركة بين الأعمدة ذات المحاور المتوازية.

ب) يتم استخدام ناقل الاحتكاك المخروطي للآليات التي يتقاطع محور عمودها.

يجب أن تحتوي المواد الدوارة على:

1. معامل احتكاك أعلى.

2. معلمات عالية لمقاومة التآكل والقوة والتوصيل الحراري.

3. معامل المرونة العالي الذي تحدد قيمته سعة الحمولة.

التركيبات: فولاذ على فولاذ، حديد زهر على حديد زهر، مواد مركبة على فولاذ.

مزايا التروس الاحتكاكية:

عملية سلسة وهادئة.

بساطة التصميم والتشغيل.

إمكانية تنظيم نسبة التروس بدون خطوات؛

إنها تحمي الآليات من التلف عند التحميل الزائد بسبب انزلاق أسطوانة القيادة على طول الأسطوانة المدفوعة.

عيوب التروس الاحتكاكية:

الأحمال الكبيرة على الأعمدة والمحامل بسبب قوة الضغط العالية للبكرات؛

عدم ثبات نسبة التروس بسبب الانزلاق المرن الذي لا مفر منه للبكرات.

زيادة تآكل البكرات.

يُطلق على ناقل الاحتكاك ذو محاور العمود المتوازية وأسطح العمل الأسطوانية اسم أسطواني.قطر رمح واحد د سمثبتة على محامل ثابتة، محامل عمود آخر بقطر د 2 -عائم. بكرات 1 و 2 يتم تثبيتها على الأعمدة باستخدام المفاتيح والضغط على بعضها البعض بجهاز خاص بقوة الأب.تستخدم تروس الاحتكاك الأسطوانية ذات الأسطوانات الملساء لنقل الطاقة المنخفضة (في الهندسة الميكانيكية حتى 10 كيلو واط)؛ وتستخدم هذه الإرسال على نطاق واسع في صنع الأدوات. يوصى باستخدام تروس الاحتكاك الأسطوانية ذات المرحلة الواحدة.

معلومات عامة حول محركات السلسلة: مبدأ التشغيل والتصميم والمزايا والعيوب ونطاق التطبيق. أجزاء نقل السلسلة (سلاسل القيادة، العجلة المسننة). العلاقات الهندسية الأساسية في النقل. نسبة والعتاد.

تُستخدم محركات السلسلة في الآلات حيث يتم نقل الحركة بين الأعمدة إلى وسيلة. المسافة (حتى 8 أمتار). تستخدم في الآلات عندما يكون محرك التروس غير مناسب، ولكن محرك الحزام غير موثوق به. يستخدم في الآلات ذات الطاقة القصوى، مع سرعة دوران محيطية تصل إلى 15 م/ث.

المزايا (مقارنة بالحزام):

أكثر إحكاما

قوة عالية كبيرة

قوى ضئيلة تعمل في الاشتباك، والتي لا تسبب تحميل الأعمدة.

عيوب التروس:

1. ضجيج كبير أثناء التشغيل

2. تآكل عالي نسبيًا للسلسلة

3. يجب أن يكون هناك جهاز شد في التصميم

4. التكلفة العالية نسبيا

5. صعوبة صنع السلسلة

عنصر النقل الرئيسي هو سلسلة القيادة، وتتكون من مجموعة من المفصلات المتصلة ببعضها البعض عن طريق الروابط، وتصميم السلاسل قياسي ويمكن أن يكون على شكل بكرة أو تروس، ويمكن أن تتكون السلاسل من صف واحد أو عدة صفوف، ويجب أن تكون قوية ومقاومة التآكل. تتشابه العجلة المسننة في المظهر والتصميم مع التروس. والاختلافات الوحيدة تكمن في شكل الأسنان حيث تسقط السلسلة أثناء تشغيل ناقل الحركة. يكون ناقل الحركة أكثر كفاءة مع الحد الأقصى لعدد الأسنان، أي ضرس أصغر.

يتم تعريف نسبة التروس على أنها u=n1/n2=z2/z1، وتتراوح هذه القيمة من 1 إلى 6. إذا كنت بحاجة إلى زيادة هذه القيمة، فقم بإجراء ناقل حركة متسلسل في عدة سلاسل. الكفاءة = 96...98%، ويحدث فقدان الطاقة بسبب الاحتكاك المتسلسل على العجلة المسننة والدعامات.

معدات دودة مع دودة أرخميدس. قطع الديدان والعجلات الدودية. العلاقات الهندسية الأساسية. سرعة الانزلاق في الترس الدودي. نسبة والعتاد. القوى العاملة في الاشتباك. أنواع تدمير أسنان العجلة الدودية. مواد روابط زوج الدودة. الحساب الحراري للعتاد الدودي.

تحتوي دودة أرخميدس على شكل خيط شبه منحرف في القسم المحوري. في قسم النهاية، يتم تحديد المنعطفات بواسطة دوامة أرخميدية. تُستخدم ديدان أرخميدس على نطاق واسع في الهندسة الميكانيكية، نظرًا لأن تكنولوجيا إنتاجها بسيطة ومتطورة. لا تستخدم ديدان أرخميدس عادة في الطحن. يتم استخدامها عندما لا تتجاوز الصلابة المطلوبة للمادة الدودية 350 HB. إذا كان من الضروري طحن أسطح عمل المنعطفات الخيطية، فيُفضل استخدام الديدان الملتوية وغير الملتوية، والتي يكون طحنها أبسط وأرخص من دودة أرخميدس.

تشبه ديدان أرخميدس مسامير الرصاص ذات الخيوط شبه المنحرفة.الطرق الرئيسية لتصنيعها هي: 1. القطع باستخدام قاطعة على مخرطة قطع لولبية (انظر الشكل 5.4). هذه الطريقة دقيقة ولكنها غير فعالة. 2. القطع باستخدام قاطعة معيارية على آلة طحن الخيط. الطريقة أكثر إنتاجية.

أرز. 5.7. مخطط قطع العجلة الدودية:
1 - القاطع. 2 - عجلة فارغة
يعتمد أداء الترس الدودي على صلابة وخشونة السطح الحلزوني للخيط الدودي، لذلك، بعد قطع الخيط والمعالجة الحرارية، غالبًا ما يتم طحن الديدان، وفي بعض الحالات، مصقولة. تُستخدم ديدان أرخميدس أيضًا بدون طحن الخيوط، حيث أن طحنها يتطلب عجلات مشكلة، والتي
يعقد المعالجة ويقلل من دقة التصنيع. يمكن طحن الديدان الملتوية بالجانب المسطح من العجلة باستخدام آلات طحن دودية خاصة،
ولذلك فإن المستقبل ينتمي إلى الديدان الملتفة.
غالبًا ما يتم قطع العجلات الدودية باستخدام قواطع الفرن [الشكل. 5.7)، و يجب أن يكون قاطع الفرن نسخة من الدودة،التي ستتعامل معها العجلة الدودية. عند قطع قطعة العمل، تقوم العجلات والقاطع بنفس الحركة المتبادلة التي ستحدثها العجلة الدودية والعجلة الدودية أثناء التشغيل.

المعلمات الهندسية الأساسية

ألفا=20 0 -زاوية الملف الشخصي

p- درجة ميل الدودة وأسنان العجلة، تتوافق مع دوائر درجة ميل الدودة والعجلة

وحدة المحور م

z 1 - عدد زيارات الدودة

d 1 =q*m-قطر دائرة الملعب

د أ 1 = د 1 +2 م-النطاق المحيطي. الحافة

د في = د 1 -2.4 م أقطار دائرة المنخفضات

أثناء تشغيل الترس الدودي، تنزلق المنعطفات الدودية على طول أسنان العجلة الدودية.
سرعة الانزلاق ضد كورونا(الشكل 5. 11) يتم توجيهه بشكل عرضي إلى حلزون أسطوانة تقسيم الدودة. كونها سرعة نسبية، يمكن تحديد سرعة الانزلاق بسهولة من خلال السرعات المحيطية للدودة والعجلة. السرعة المحيطية للدودة (م/ث)
السرعة الطرفية للعجلة (م/ث)

الشكل 5.11

^ القوى في الاشتباك
في الترس الدودي، كما هو الحال في التروس، لا يتم إدراك قوة الدودة من خلال أسنان واحدة، بل من خلال عدة أسنان للعجلة.
لتبسيط الحساب، قوة التفاعل بين الدودة والعجلة الجبهة الوطنية(الشكل 5.12، أ)تؤخذ مركزة وتطبق على القطب
لفهدُودَة
أرز. 5.12. رسم تخطيطي للقوى المؤثرة في الترس الدودي
ارتباط صطبيعي لسطح العمل للملف. وفقا لقاعدة متوازي السطوح الجبهة الوطنيةوضعت في ثلاثة اتجاهات متعامدة بشكل متبادل إلى مكونات و أ , و ن , و أ1 .من أجل الوضوح، تصوير القوى في الشكل. 5.12، ب تم تمديد العتاد الدودي.
القوة المحيطية المؤثرة على الدودة F t1 تساوي عدديًا القوة المحوريةعلى عجلة دودة ف أ2 .
F ن = F a2 = 2T 1 /د 1 ,(5.25)
أين تي 1- عزم الدوران على الدودة.
القوة المحيطية المؤثرة على العجلة الدودية F t2 تساوي عدديًا القوة المحورية المؤثرة على العجلة الدودية F a1:
و t2 =F a1 = 2T 2 /د 2 ,(5.27)
أين تي 2- عزم الدوران على العجلة الدودية.
القوة الشعاعية المؤثرة على الدودة F r1 تساوي عدديًا القوة الشعاعية المؤثرة على العجلة F r2(الشكل 5.12، الخامس):
F r1 = F r2 = F t2 tga.(5.28)
تعتمد اتجاهات القوى المحورية للدودة والعجلة الدودية على اتجاه دوران الدودة، وكذلك على اتجاه الخط الحلزوني. اتجاه القوة ف t2يتزامن دائمًا مع اتجاه سرعة دوران العجلة، والقوة الجبهة الوطنيةموجهة في الاتجاه المعاكس لسرعة دوران الدودة.

يعمل الترس الدودي بتوليد حرارة كبيرة، فإذا حدث إطلاق كبير للزيت يكون هناك خطر التصاق الترس، لذلك يتم رسم معادلة التوازن الحراري لتحديد كمية الحرارة المتولدة عند الحمولة القصوى للترس.

محامل انزلاقية.

لنفترض أن PS عبارة عن دعامات للمحاور والأعمدة. الحمل وتوزيعه بالتساوي على جسم الوحدة. تعتمد موثوقية الماكينات إلى حد كبير على المحامل. في المحامل المنزلقة، يوجد سطحان - المحمل الخارجي مثبت بشكل صارم في الهيكل، والمحمل الداخلي على اتصال التناوب. رمح أو المحور نتيجة لذلك بين المحمل. ويحدث احتكاك انزلاقي مع العنصر الداخلي مما يؤدي إلى التسخين والتآكل في حالات التشغيل المستمر للمحمل، ولتقليل سطح العمود والمحمل يتم استخدام مادة التشحيم.

الاستفادة من PS:

يحافظ على الأداء بسرعات زاوية عالية جدًا

يعمل تصميم المحمل على تخفيف الصدمات والاهتزازات بسبب عمل طبقة الزيت.

وقد قدمت. تركيب العمود بدقة عالية

إمكانية إنشاء هيكل قابل للفصل

الحد الأدنى الأبعاد الشعاعية

عملية هادئة

مساوئ PS:

خسائر كبيرة للتغلب على قوة الاحتكاك وخاصة عند تشغيل السيارة

الحاجة إلى صيانة مستمرة للمحمل بسبب متطلبات التشحيم العالية.

ينطبق ملاحظة:

1. الآلات عالية السرعة.

2. مهاوي الشكل المعقد

3. عند العمل في الآلات ذات الوسائط العدوانية والماء

4. لآليات العمل. بالدفعات والضربات

5. للمحاور والأعمدة المتقاربة مع الخلوصات الشعاعية الصغيرة

6. في الآليات والآلات منخفضة السرعة ومنخفضة المسؤولية.

حسب التصميم، يمكن أن يكون السكن المحمل:

1. قطعة واحدة، لا توجد وسيلة للتعويض عن تآكل المحامل، تستخدم لدعم المحاور والأعمدة التي تعمل بأحمال خفيفة.

2. يتكون السكن القابل للفصل من عنصري اتصال منفصلين، يتم تنفيذهما. عن طريق تثبيت محمل في آلة العمل.

محامل المتداول.

المحامل الدوارة هي وحدة جاهزة، العنصر الرئيسي فيها هو العناصر المتداول - الكرات 3 أو البكرات، المثبتة بين الحلقات 1 و 2 ويتم تثبيتها على مسافة معينة من بعضها البعض بواسطة قفص يسمى الفاصل 4.

أثناء التشغيل، تتدحرج الأجسام المتدحرجة على طول مجاري الحلقات، والتي تكون إحداها ثابتة في معظم الحالات. إن توزيع الحمل بين العناصر الدحرجة الحاملة يكون غير متساوي ويعتمد على حجم الخلوص الشعاعي في المحمل وعلى دقة الشكل الهندسي لأجزائه.

في بعض الحالات، لتقليل الأبعاد الشعاعية للمحمل، تكون الحلقات غائبة وتتدحرج العناصر المتداول مباشرة على طول المجلة أو الغلاف.

تستخدم المحامل الدوارة على نطاق واسع في جميع فروع الهندسة الميكانيكية. يتم توحيدها وإنتاجها بكميات كبيرة في عدد من المصانع المتخصصة الكبيرة.

مزايا وعيوب المحامل المتداول

مزايا المحامل المتداول:
تكلفة منخفضة نسبيًا بسبب الإنتاج الضخم للمحامل.
خسائر احتكاك منخفضة وتسخين ضئيل (فقدان الاحتكاك أثناء بدء التشغيل والتشغيل في الحالة المستقرة هو نفسه تقريبًا).
درجة عالية من القابلية للتبادل، مما يسهل تركيب وإصلاح الآلات.
انخفاض استهلاك مواد التشحيم.
أنها لا تتطلب اهتماما خاصا أو رعاية.
أبعاد محورية صغيرة.
عيوب المحامل المتداول:
حساسية عالية لأحمال الصدمات والاهتزازات بسبب الصلابة العالية لهيكل المحمل.
لا يمكن الاعتماد عليه في محركات الأقراص عالية السرعة بسبب التسخين المفرط وخطر تدمير الفاصل من عمل قوى الطرد المركزي.
أبعاد شعاعية كبيرة نسبيا.
الضوضاء بسرعات عالية.

وفقا لشكل العناصر المتداول، يتم تصنيف المحامل المتداول إلى:
الكرة (أ) ؛
أسطوانة
يمكن أن تكون المحامل الدوارة مع:
بكرات أسطوانية (ب)؛
بكرات مخروطية (ج)؛
بكرات على شكل برميل (د) ؛
بكرات الإبرة (د) ؛
بكرات ملتوية (هـ).

وفقا لاتجاه الحمل المتصور، يتم تصنيف المحامل المتداول إلى:
شعاعي؛
التوجه شعاعي.
التوجه شعاعي.
مثابر.
بناءً على عدد صفوف العناصر المتداول، يتم تقسيم المحامل المتداول إلى:
صف واحد؛
متعدد الصفوف.
بناءً على قدرتها على المحاذاة الذاتية، تنقسم المحامل الدوارة إلى:
محاذاة ذاتية
عدم الانحياز الذاتي.
بناءً على أبعادها، يتم تقسيم المحامل الدوارة إلى سلسلة.

سلسلة من المحامل المتداول وتعيينها

لكل نوع من المحامل بنفس القطر الداخلي، توجد سلاسل مختلفة، تختلف في أحجام الحلقات والعناصر الدوارة.
اعتمادًا على حجم القطر الخارجي، تكون المحامل:
خفيفة للغاية؛
ضوء إضافي (1)؛
الرئتين (2);
متوسطة (3)؛
ثقيل (4).
اعتمادًا على عرض المحمل، يتم تقسيم السلسلة إلى:
ضيقة بشكل خاص
ضيق؛
طبيعي؛
واسع؛
واسعة بشكل خاص.
يتم تمييز المحامل الدوارة بتطبيق سلسلة من الأرقام والحروف على نهاية الحلقات، مما يشير تقليديًا إلى القطر الداخلي والسلسلة والنوع وأصناف التصميم وفئة الدقة وما إلى ذلك.
يشير الرقمان الأولان على اليمين إلى قطره الداخلي د. بالنسبة للمحامل ذات d=20..495 مم، يتم تحديد حجم القطر الداخلي بضرب الرقمين المشار إليهما في 5. ويشير الرقم الثالث على اليمين إلى سلسلة من الأقطار من سلسلة خفيفة بشكل خاص (1) إلى سلسلة ثقيلة واحد (4). يشير الرقم الرابع من اليمين إلى نوع المحمل:

الميكانيكا التقنية كعلم يتكون من ثلاثة أقسام:

1. الميكانيكا النظرية

2. مقاومة المواد

3. أجزاء الآلة

بدورها، تتكون الميكانيكا النظرية من 3 أقسام فرعية:

1.الإحصائيات (تدرس القوى المؤثرة على الأجسام)

2. الكينماتيكا (تدرس معادلات حركة الأجسام)

3. الديناميكيات (تدرس حركة الأجسام تحت تأثير القوى)

نقطة مادية. جسم صلب تمامًا. قوة؛ وحدات القوة.

النقطة المادية هي نقطة هندسية ذات كتلة.

الجسم الصلب تمامًا هو جسم مادي تظل المسافة بين نقطتين على سطحه ثابتة دائمًا. هذا الأمر برمته جامد تمامًا أيضًا. يمكن اعتبار أي att بمثابة نظام للنقاط المادية. مقياس التأثير الميكانيكي لجسم مادي واحد على الثاني هو القوة.(ن)

القوة هي كمية متجهة تتميز بالاتجاه أو نقطة التطبيق أو القيمة العددية أو حجم القوة.