Struktura mechanizmów

1. Ile stopni swobody posiadają człony tworzące pary kinematyczne klasy 4.

- 2 stopnie swobody.
2. Przegub kulisty to para kinematyczna klasy ?.

- para kinematyczna klasy 3.
3. Ile członów tworzy parę kinematyczną dwukrotną.

- 3 człony – wzór na parę wielokrotną: k=n -1 n- ilość członów, k- krotność pary
4. Jaki łańcuch kinematyczny nazywamy otwartym a jaki zamkniętym

- otwarty- tylko jeden z członów zewnętrznych połączony ruchowo z podstawą
- zamknięty- co najmniej dwa człony zewnętrze połączone ruchowo z podstawą

5. Podać wzór na ruchliwość teoretyczną mechanizmu płaskiego.

- $w = 3n - \ \sum_{i = 4}^{5}{\left( i - 3 \right)p_{i} = 3n - p_{4} - 2p_{5}}$ i- klasa pary, pi- il. danych par
6. Podać wzór na ruchliwość teoretyczną mechanizmu przestrzennego.

- $w = 6n - \sum_{i = 1}^{5}{\text{i\ }p_{i}}$
7. Czy mechanizm o ruchliwości teoretycznej w<1 może wykonywać ruch.

- owszem, może jeżeli spełnione są warunki geometryczne i dokładność wykonania
8. Czy ruchliwość lokalna wpływa na ruch członu wykonawczego (wyjściowego) mechanizmu.

- nie wpływa- jeśli występuje ruchliwość lokalna to mamy do czynienia z członami kinematycznie zbędnymi ( można je zastąpić prostszymi usuwając ruchliwość lokalną)
9. Ile napędów należy zastosować dla mechanizmu o ruchliwości rzeczywistej w=3.

- konieczne są 3 napędy, aby wykonać zadany ruch
10. Jaki podstawowy warunek musi spełniać schemat poprawny zastępczy mechanizmu.
- ruch chwilowy łańcucha musi pozostać niezmieniony
- ruchliwość łańcucha musi pozostać niezmieniona ( para kl.4 -> 2 pary kl.5)

Kinematyka

1. Jaki ruch wykonuje łącznik mechanizmu korobowo-suwakowego

- płaski

2. Jaki ruch wykonuje łącznik mechanizmu równoległoboku przegubowego

- postępowy

3. Jakie parametry trzeba znać, by obliczyć przyspieszenie normalne punktu

– odległość od osi obrotu i prędkość kątową

4.Wzór na przyspieszenie normalne punktu

– $a = \frac{v^{2}}{R} = \omega^{2}R$

5. W przypadku jakich mechanizmów możemy mówić o ruchu złożonym członów?

- Oldhama, jarzmowy, korbowo-suwakowy

6. W jakich mechanizmach występuje przyspieszenie Coriolisa

- w jarzmowych z prowadnicą w ruchu obrotowym

7. Podać wzór na przysp. Coriolisa

–a_cor = 2ω × v_wzg

8. Jak przygotować schemat do analizy met. grafoanalityczna :

- narysować w podziałce

- ruchliwość i klasa

- wskazać i ponumerować człony, wskazać napędzający, oznaczyć interesujące punkty

- oznaczyć stosunki i związki wielkości szukanych (vA od VB itp.)

- rozwiązać wykreślnie równania wektorowe

9. Jak przygotować schemat do metody analitycznej

- Oznaczyć zamknięty wielobok wektorowy po wszystkich członach mechanizmu.

10. Kolejne kroki w metodzie analitycznej

- opisać zamknięty wielobok po wszystkich członach

- rzutować na osie

- różniczkować

Kinematyka przekładni

1. Czym się różni przekładni obiegowa od przekładni zwykłej.

- w przekładni obiegowej osie geometryczne niektórych kół poruszają się względem podstawy, a w zwykłej są nieruchome.
2. Co to jest podziałka i moduł zazębienia.

-podziałka(t) odległość jednoimiennych boków zębów mierzona na łuku koła podziałowego

- moduł $m = \frac{t}{\pi}$
3. Co to jest przełożenie kierunkowe.

- stosunek prędkości obrotowych kół w przekładni: $i = \frac{\omega_{a}}{\omega_{b}}$
4. Kiedy przełożenie kierunkowe jest dodatnie a kiedy ujemne.

- dodatnie – zwroty prędkości wejściowej i wyjściowej są takie same (zazębienie wew.)
- ujemne – zwroty prędkości wejściowej i wyjściowej przeciwne (zazębienie zew.)

5. Jaki ruch wykonuje satelita przekładni obiegowej.

- ruch płaski po torze kołowym
6. Podać wzór Willisa.

- $i_{\text{ab}}^{j} = \frac{\omega_{a} - \omega_{j}}{\omega_{b} - \omega_{j}}$
7. Czym się różni przekładnia falowa od typowej przekładni obiegowej.

- w przekładni falowej występuje elastyczny pierścień zębaty
8. Ile stopni swobody posiada przekładnia zwana dyferencjałem.

- ruchliwość 2 – dwa stopnie swobody
9. Ile dyferencjałów posiada samochód z napędem na tylne koła, a ile na przednie.

- przednie – 1
- tylne – 1
- 4x4 - 2

10. Jaki mechanizm umożliwia prawidłowy ruch samochodu po łuku drogi bez poślizgu kół.
- mechanizm dyferencjału

Kinetostatyka

1. Zasada d’Alemberta

– w czasie ruchu mechanizmu siły zewnętrzne równoważą się z odpowiednimi siłami reakcji w parach oraz z siłami bezwładności – wszystkie siły to sily uogólnione

2. wzór na siłę i moment bezwładności

$\overset{\overline{}}{B} = - m\overset{\overline{}}{a}$ a – przyspieszenie Sr masy
$\overset{\overline{}}{M} = - J\overset{\overline{}}{\varepsilon}\ $ ε - przyspiesznie kątowe śr masy

3. Różnica siła czynna

– siły czynne(najczęściej zewnętrzne) – ich moc jest dodatnia, moc biernych jest ujemna

4.warunek statycznej wyzn. mechanizmu

– 3n = p₄ + 2p₅ + w w=liczba szukanych sił równoważących(uogólnionych sił)

5.Ile niewiadomych otrzymujemy uwalniając parę kl. 5

Dwie – siłę i moment lub para sił.

6. Kierunek reakcji przy uwalnianiu od więzów klasy 4

– na prostej normalnej do krzywizn i przechodzącej przez środki tych krzywizn

7.Jaki jest kierunek i zwrot siły bezwładności obciążającej satelitę przekładni obiegowej?

- Kierunek prostopadły do jarzma i zwrot przeciwny do zwrotu prędkości satelit

8.Siła i moment równoważący

– siła uogólniona, która zapewnia równowagę dynamiczna mechanizmu obciążonego siłami zewnętrzymi przy założonym prawie ruchu członu napędzającego (rusza się tak, jakby nie było żadnych sił, bezwładności itp.)

9. Co można wyznaczyć metodą Culmana

-Równowagę czterech sił o znanych kierunkach leżących w jednej płaszczyźnie, z których jedna jest znana co do wartości. Siły te nie mogą być w układzie środkowym ani równoległym.

10. Co umożliwia metoda mocy chwilowych

- Umożliwia wyznaczenie uogólnionej siły równoważącej bez wyznaczania poszczególnych reakcji w parach

Tarcie i sprawność

1. Który kąt tarcia jest większy , dla tarcia ruchowego czy spoczynkowego

- kąt tarcia spoczynkowego
2. Co jest wspólna strefa tarcia.

- część wspólna przekrojów stożków tarcia- wszystkie siły przyłożone w tej strefie nie powodują ruchu mechanizmu
3. Wymienić 2 przykłady mechanizmów wykorzystujących zjawisko wspólnej strefy tarcia.

- ścisk stolarski, pistolet do silikonu
4. Jaki związek z tarciem ma samochodowy systemu ABS (Anti-Lock Braking System).

- ABS uniemożliwia wejścia w stan tarcia ślizgowego kół z nawierzchnią
5. Co to jest samohamowność mechanizmu.

- jest to własność mechanizmu sprawiająca, że napędzać go możemy tylko z jednej strony, w innym przypadku przyłożona siła wchodzi we wspólną strefę tarcia i mechanizm nie wykonuje ruchu
6. Jak się określa zwrot siły tarcia i zwrot momentu od sił tarcia w parach kinematycznych
mechanizmów.

- siła tarcia- przeciwnie do prędkości liniowej
- moment tarcia- zgodnie z prędkością obrotową
7. Jak wyznaczyć moc traconą parze kinematycznej mechanizmu.

- para postępowa: N = T v = N_kl μ v

- para obrotowa: N = M_Tω = R_T μ r ω
8. Podać wzór na sprawność mechanizmu, w którym ujęta jest moc tracona.

-$\eta = \frac{N_{d} - N_{T}}{N_{d}}\ ,\ \eta = \frac{N_{u}}{N_{u} + N_{T}}$ N_d – moc sił czynnych , N_u- moc sił użytecznych , N_t- moc sił oporu
9. Od czego zależy sprawność mechanizmu.

- od ilości mocy traconej

Wyrównoważenie

1. Przyczynia niewyrównoważenia

– Reakcje dynamiczne, które zmieniają się z powodu bezwładności

1. Skutki niewyrównoważania

– drgania, hałas, zużywanie się łożysk, wibracje, drgania korpusów, fundamentów, naprężenia zmęczeniowe

1. Warunek statycznego wyrównoważenia wirnika

– środek masy wirnika musi leżeć na osi obrotu

1. Warunek dynamicznego wyrównoważenia wirnika

– momenty dewiacji się zerują, oś obrotu jest główną centralną osią bezwładności, wyrównoważono siły i momenty od sił bezwładności.

1. Statyczne wyrównoważenie mechanizmu dźwigniowego

– siła bezwładności =0, czyli środek masy jest nieruchomy

1. Aby wyrównoważyć wirnik dynamicznie

– dwie masy korekcyjne w dwóch prostopadłych do osi obrotu płaszczyznach; mech. dźwigniowy – dodawanie mas korekcyjnych po przeciwległych stronach dźwigni(przeciwciężary).

1. Minimalna liczba mas do statycznego wyrównoważenia wirnika

– 1 masa korekcyjna

1. Minimalna liczba mas do dynamicznego wyrównoważenia wirnika

– 2 masy korekcyjne

1. Tw. o wyrównoważeniu wirników

- dwie masy korekcyjne w dwóch prostopadłych do osi obrotu płaszczyznach nie pokrywających się. Położenie tych mas zależy od stopnia niewyrównoważenia.

Dynamika mechanizmów i maszyn

1. Co to jest ruch ustalony i nieustalony maszyny.

- ustalony – prędkość członu redukcji jest równa założonej prędkości dla tego członu

- nieustalony- prędkość członu redukcji inna od założonej (rozruch maszyny)
2. Co to jest ruch okresowy ustalony maszyny.

- ruch ustalony, w którym występują wahania prędkości (nazywane okresowymi)
3. Co to jest człon redukcji.

- człon do którego dokonuje się redukcji układu
4. Jak obliczyć uogólnione masy zredukowane i uogólnione siły zredukowane.

-$m_{\text{zr}} = \sum_{i = 1}^{n}\left\lbrack m_{i}\left( \frac{v_{\text{si}}}{v_{\text{zr}}} \right)^{2} + J_{\text{si}}\left( \frac{\omega_{i}}{v_{\text{zr}}} \right)^{2} \right\rbrack$

-$J_{\text{zr}} = \sum_{i = 1}^{n}\left\lbrack m_{i}\left( \frac{v_{\text{si}}}{\omega_{\text{zr}}} \right)^{2} + J_{\text{si}}\left( \frac{\omega_{i}}{\omega_{\text{zr}}} \right)^{2} \right\rbrack$

-$P_{\text{zr}} = \sum_{i = 1}^{n}{P_{i}\frac{v_{i}}{v_{\text{zr}}}\cos\alpha_{i}} \pm \sum_{i = 1}^{n}{M_{j}\frac{\omega_{j}}{v_{\text{zr}}}}$
5. Podać dynamiczne równanie ruchu maszyny w postaci różniczkowej.

- postępowy: $P_{\text{zr}} = m_{\text{zr}}\frac{dv_{\text{zr}}}{\text{dt}} + \frac{1}{2}\frac{dm_{\text{zr}}}{ds_{\text{zr}}}v_{\text{zr}}^{2}$

- obrotowy: $M_{\text{zr}} = J_{\text{zr}}\frac{d\omega_{\text{zr}}}{\text{dt}} + \frac{1}{2}\frac{dJ_{\text{zr}}}{d\varphi_{\text{zr}}}\omega_{\text{zr}}^{2}$
6. Podać dynamiczne równanie ruchu maszyny w postaci energetycznej.

- $\left( M_{c} - M_{b} \right)d\varphi = d\left( \frac{1}{2}J_{\text{zr}}\omega^{2} \right)$
$\int_{\varphi_{0}}^{\varphi_{i}}{\left( M_{c} - M_{b} \right)d\varphi = \frac{1}{2}\left( J_{\text{zri}}\omega_{i}^{2} - J_{\text{zro}}\omega_{o}^{2} \right)}$

7. Przyczyna nierównomierności biegu maszyny

– okresowe zmiany uogólnionych sił napędzających i oporu, okresowa zmiana zredukowanego momentu bezwładności

8. Wzór określający nierównomierność biegu maszyny

- $\delta = \frac{v_{\max} - v_{\min}}{v_{sr}}$ $\delta = \frac{\omega_{\max} - \omega_{\min}}{\omega_{sr}}$ $\delta = \frac{L_{\max}}{J_{\text{zr}}\omega_{sr}^{2}}$

9. Jaki dodatkowy element należy dodać do maszyny, by zmniejszyć jej nierównomierność biegu

– dodatkową masę wirującą(wykonującą ruch obrotowy) - koło zamachowe

10. Od czego zależy wymagany masowy moment bezwładności koła zamachowego

–$J_{k} = \frac{\text{G\ }D^{2}}{4g}$, G- ciężar, D-średnicca bezwładności, g-przysp. grawitacyjne

11. Jakie parametry maszyny należy znać, by prawidłowo dobrać silnik

– wymaganą moc, prędkość obrotową, moment, czas i moment rozruchu, rodzaj maszyny, obciążenie(zmienność), sterowanie

12. Od jakich parametrów zależy czas rozruchu

- Zredukowanego momentu bezwładności lub zredukowanej masy