• Nie Znaleziono Wyników

Teoria maszyn i podstawy automatyki semestr zimowy 2019/2020

N/A
N/A
Protected

Academic year: 2021

Share "Teoria maszyn i podstawy automatyki semestr zimowy 2019/2020"

Copied!
74
0
0

Pełen tekst

(1)

Teoria maszyn i podstawy automatyki semestr zimowy 2019/2020

dr inż. Sebastian Korczak

(2)

25.10.2019 TMiPA, Wykład 4, Sebastian Korczak, tylko do użytku edukacyjnego 2

Wykład 4

Ruch złożony.

Analityczna metoda wyznaczania prędkości i przyspieszeń mechanizmów płaskich.

Mechanizmy krzywkowe.

(3)

25.10.2019 TMiPA, Wykład 4, Sebastian Korczak, tylko do użytku edukacyjnego 3

Prędkości w ruchu złożonym

(4)

25.10.2019 TMiPA, Wykład 4, Sebastian Korczak, tylko do użytku edukacyjnego 4

Prędkości w ruchu złożonym

B

1

B

2

B

(5)

25.10.2019 TMiPA, Wykład 4, Sebastian Korczak, tylko do użytku edukacyjnego 5

Prędkości w ruchu złożonym

B

1

B

2

v

B 2

=⃗ v

B1

+⃗ v

B2 B1

Prędkość bezwzględna punktu B

2

Prędkość unoszenia (prędkość bezwzględna punktu B

1

)

Prędkość względna

B

(6)

25.10.2019 TMiPA, Wykład 4, Sebastian Korczak, tylko do użytku edukacyjnego 6

Przyspieszenia w ruchu złożonym

B

1

B

2

B

a

B 2

=⃗ a

uB 1

+⃗ a

B 2 B1w

+⃗ a

c

Bezwzględne przyspieszenie punktu B2

Przyspieszenie unoszenia (bezwzględne przyspieszenie punktu B1)

Przyspieszenie względne

Przyspieszenie Coriolisa

a

c

=2 ⃗ ω

u

×⃗ v

B 2 B 1

(7)

25.10.2019 TMiPA, Wykład 4, Sebastian Korczak, tylko do użytku edukacyjnego 7

Ruch złożony

a

B 2

=⃗ a

uB 1

+⃗ a

B 2 B1w

+⃗ a

c

v

B 2

=⃗ v

B 1

+⃗ v

B 2 B 1

B

Metody rozkładu ruchu płaskiego

B A

v

B

=⃗ v

A

+⃗ v

BA

a

B

=⃗ a

A

+⃗ a

BA

B

1

B

2

(8)

25.10.2019 TMiPA, Wykład 4, Sebastian Korczak, tylko do użytku edukacyjnego 8

Prędkości i przyspieszenia w ruchu złożonym

Przykład Dane: geometria, prędkość

kątowa członu napędowego

ω=const.const.

A B

E

D

(9)

25.10.2019 TMiPA, Wykład 4, Sebastian Korczak, tylko do użytku edukacyjnego 9

Prędkości i przyspieszenia w ruchu złożonym

Przykład

ω=const.const.

B

2

A

E

D 2 1

3

B

3

(10)

25.10.2019 TMiPA, Wykład 4, Sebastian Korczak, tylko do użytku edukacyjnego 10

Prędkości i przyspieszenia w ruchu złożonym

Przykład

ω=const.const.

B

2

A

E

D 2 1

3

B

3

(11)

25.10.2019 TMiPA, Wykład 4, Sebastian Korczak, tylko do użytku edukacyjnego 11

Prędkości i przyspieszenia w ruchu złożonym

Przykład

ω=const.const.

B

2

A

E

D 2 1

3

B

3

(12)

25.10.2019 TMiPA, Wykład 4, Sebastian Korczak, tylko do użytku edukacyjnego 12

Prędkości i przyspieszenia w ruchu złożonym

Przykład

ω=const.const.

B

2

A

E

D 2 1

3

B

3

(13)

25.10.2019 TMiPA, Wykład 4, Sebastian Korczak, tylko do użytku edukacyjnego 13

Prędkości i przyspieszenia w ruchu złożonym

Przykład

ω=const.const.

B

2

A

E

D 2 1

3

B

3

(14)

25.10.2019 TMiPA, Wykład 4, Sebastian Korczak, tylko do użytku edukacyjnego 14

Przykład do projektów – rozwiązany w dodatku 1 do wykładu 3

Prędkości i przyspieszenia

ω

(15)

25.10.2019 TMiPA, Wykład 4, Sebastian Korczak, tylko do użytku edukacyjnego 15

Metoda rozszerzania członu

Przykład do projektów – rozwiązany w dodatku 2 do wykładu 3

ω=const.const.

A B

E

D

(16)

25.10.2019 TMiPA, Wykład 4, Sebastian Korczak, tylko do użytku edukacyjnego 16

Prędkości i przyspieszenia

Przykład – do ćwiczenia w domu

E A

B C

D

ω=const.const.

(17)

25.10.2019 TMiPA, Wykład 4, Sebastian Korczak, tylko do użytku edukacyjnego 17

ω=const.const.

Prędkości i przyspieszenia

Przykład – do ćwiczenia w domu

(18)

25.10.2019 TMiPA, Wykład 4, Sebastian Korczak, tylko do użytku edukacyjnego 18

Procedura postępowania w metodzie analitycznej wyznaczania prędkości i przyspieszeń

punktów mechanizmów płaskich

(19)

25.10.2019 TMiPA, Wykład 4, Sebastian Korczak, tylko do użytku edukacyjnego 19

Procedura postępowania w metodzie analitycznej wyznaczania prędkości i przyspieszeń

punktów mechanizmów płaskich

1. Wprowadzić kartezjański układ współrzędnych O

xy

.

(20)

25.10.2019 TMiPA, Wykład 4, Sebastian Korczak, tylko do użytku edukacyjnego 20

Procedura postępowania w metodzie analitycznej wyznaczania prędkości i przyspieszeń

punktów mechanizmów płaskich

1. Wprowadzić kartezjański układ współrzędnych O

xy

.

2. Człony mechanizmu zastąpić układem wektorów, które mogą w czasie

ruchu mechanizmu zmieniać swoją długość, położenie i orientację.

(21)

25.10.2019 TMiPA, Wykład 4, Sebastian Korczak, tylko do użytku edukacyjnego 21

Procedura postępowania w metodzie analitycznej wyznaczania prędkości i przyspieszeń

punktów mechanizmów płaskich

1. Wprowadzić kartezjański układ współrzędnych O

xy

.

2. Człony mechanizmu zastąpić układem wektorów, które mogą w czasie ruchu mechanizmu zmieniać swoją długość, położenie i orientację.

3. Wprowadzone wektory muszą tworzyć zamknięte wieloboki, często

występując w obrębie grup strukturalnych mechanizmu.

(22)

25.10.2019 TMiPA, Wykład 4, Sebastian Korczak, tylko do użytku edukacyjnego 22

Procedura postępowania w metodzie analitycznej wyznaczania prędkości i przyspieszeń

punktów mechanizmów płaskich

1. Wprowadzić kartezjański układ współrzędnych O

xy

.

2. Człony mechanizmu zastąpić układem wektorów, które mogą w czasie ruchu mechanizmu zmieniać swoją długość, położenie i orientację.

3. Wprowadzone wektory muszą tworzyć zamknięte wieloboki, często występując w obrębie grup strukturalnych mechanizmu.

4. Dla wszystkich wektorów wprowadzić jednakowo określone kąty ich

orientacji względem wybranej osi (tzw. kąty skierowane). Przyjmijmy, że

będą to kąty między dodatnią półosią osi x układu współrzędnych

a dodatnim kierunkiem wektora, mierzone z dodatnim znakiem przeciwnie

do ruchu wskazówek zegara.

(23)

25.10.2019 TMiPA, Wykład 4, Sebastian Korczak, tylko do użytku edukacyjnego 23

Procedura postępowania w metodzie analitycznej wyznaczania prędkości i przyspieszeń

punktów mechanizmów płaskich

4. Dla wszystkich wektorów wprowadzić jednakowo określone kąty ich

orientacji względem wybranej osi (tzw. kąty skierowane). Przyjmijmy, że

będą to kąty między dodatnią półosią osi x układu współrzędnych

a dodatnim kierunkiem wektora, mierzone z dodatnim znakiem przeciwnie

do ruchu wskazówek zegara.

(24)

25.10.2019 TMiPA, Wykład 4, Sebastian Korczak, tylko do użytku edukacyjnego 24

Procedura postępowania w metodzie analitycznej wyznaczania prędkości i przyspieszeń

punktów mechanizmów płaskich

1. Wprowadzić kartezjański układ współrzędnych O

xy

.

2. Człony mechanizmu zastąpić układem wektorów, które mogą w czasie ruchu mechanizmu zmieniać swoją długość, położenie i orientację.

3. Wprowadzone wektory muszą tworzyć zamknięte wieloboki, często występując w obrębie grup strukturalnych mechanizmu.

4. Dla wszystkich wektorów wprowadzić jednakowo określone kąty ich orientacji względem wybranej osi (tzw. kąty skierowane). Przyjmijmy, że będą to kąty między dodatnią półosią osi x układu współrzędnych a dodatnim kierunkiem wektora, mierzone z dodatnim znakiem przeciwnie do ruchu wskazówek zegara.

5. Dla każdego z wieloboku wektorów zapisać wektorowe równanie ich sumy, np.:

i=1 i=n

⃗l

i

= 0

(25)

25.10.2019 TMiPA, Wykład 4, Sebastian Korczak, tylko do użytku edukacyjnego 25

Procedura postępowania w metodzie analitycznej wyznaczania prędkości i przyspieszeń

punktów mechanizmów płaskich

6. Zrzutować równania wektorowe na osie układu współrzędnych, np.:

x: ∑

i=1 i=n

|⃗ l

i

|cos φ

i

= 0 y: ∑

i=1 i=n

|⃗ l

i

|sin φ

i

=0

(26)

25.10.2019 TMiPA, Wykład 4, Sebastian Korczak, tylko do użytku edukacyjnego 26

Procedura postępowania w metodzie analitycznej wyznaczania prędkości i przyspieszeń

punktów mechanizmów płaskich

6. Zrzutować równania wektorowe na osie układu współrzędnych, np.:

(przyjęcie jednakowej procedury wprowadzania kątów skierowanych pozwala wykonać powyższe rzutowanie bez konieczności rozpatrywania znaków)

x: ∑

i=1 i=n

|⃗ l

i

|cos φ

i

= 0 y: ∑

i=1 i=n

|⃗ l

i

|sin φ

i

= 0

(27)

25.10.2019 TMiPA, Wykład 4, Sebastian Korczak, tylko do użytku edukacyjnego 27

Procedura postępowania w metodzie analitycznej wyznaczania prędkości i przyspieszeń

punktów mechanizmów płaskich

6. Zrzutować równania wektorowe na osie układu współrzędnych, np.:

(przyjęcie jednakowej procedury wprowadzania kątów skierowanych pozwala wykonać powyższe rzutowanie bez konieczności rozpatrywania znaków)

Na tym etapie warto oznaczyć, które długości wektorów i kąty skierowania są znane (są stałe bo wynikają z geometrii mechanizmu), a które się zmieniają i są niewiadomymi funkcjami.

x: ∑

i=1 i=n

|⃗ l

i

|cos φ

i

= 0 y: ∑

i=1 i=n

|⃗ l

i

|sin φ

i

= 0

(28)

25.10.2019 TMiPA, Wykład 4, Sebastian Korczak, tylko do użytku edukacyjnego 28

Procedura postępowania w metodzie analitycznej wyznaczania prędkości i przyspieszeń

punktów mechanizmów płaskich

6. Zrzutować równania wektorowe na osie układu współrzędnych, np.:

(przyjęcie jednakowej procedury wprowadzania kątów skierowanych pozwala wykonać powyższe rzutowanie bez konieczności rozpatrywania znaków)

Na tym etapie warto oznaczyć, które długości wektorów i kąty skierowania są znane (są stałe bo wynikają z geometrii mechanizmu), a które się zmieniają i są niewiadomymi funkcjami.

W prawidłowo postawionym zadaniu na koniec tego etapu liczba niewiadomych powinna być równa liczbie równań rzutów.

x: ∑

i=1 i=n

|⃗ l

i

|cos φ

i

= 0 y: ∑

i=1 i=n

|⃗ l

i

|sin φ

i

= 0

(29)

25.10.2019 TMiPA, Wykład 4, Sebastian Korczak, tylko do użytku edukacyjnego 29

Procedura postępowania w metodzie analitycznej wyznaczania prędkości i przyspieszeń

punktów mechanizmów płaskich

6. Zrzutować równania wektorowe na osie układu współrzędnych, np.:

(przyjęcie jednakowej procedury wprowadzania kątów skierowanych pozwala wykonać powyższe rzutowanie bez konieczności rozpatrywania znaków)

Na tym etapie warto oznaczyć, które długości wektorów i kąty skierowania są znane (są stałe bo wynikają z geometrii mechanizmu), a które się zmieniają i są niewiadomymi funkcjami.

W prawidłowo postawionym zadaniu na koniec tego etapu liczba niewiadomych powinna być równa liczbie równań rzutów.

7. Rozwiązać równania rzutów wyznaczając niewiadome funkcje.

Otrzymujemy na tym etapie funkcyjny opis ruchu mechanizmu.

x: ∑

i=1 i=n

|⃗ l

i

|cos φ

i

= 0 y: ∑

i=1 i=n

|⃗ l

i

|sin φ

i

= 0

(30)

25.10.2019 TMiPA, Wykład 4, Sebastian Korczak, tylko do użytku edukacyjnego 30

Procedura postępowania w metodzie analitycznej wyznaczania prędkości i przyspieszeń

punktów mechanizmów płaskich

8. Zróżniczkować wyznaczone w pkt. 7 funkcje aby uzyskać prędkości zmian długości wektorów i ich prędkości kątowe.

Dokonać kolejnego różniczkowania w celu uzyskania przyspieszeń zmian

długości wektorów i przyspieszeń kątowych.

(31)

25.10.2019 TMiPA, Wykład 4, Sebastian Korczak, tylko do użytku edukacyjnego 31

Procedura postępowania w metodzie analitycznej wyznaczania prędkości i przyspieszeń

punktów mechanizmów płaskich

8. Zróżniczkować wyznaczone w pkt. 7 funkcje aby uzyskać prędkości zmian długości wektorów i ich prędkości kątowe.

Dokonać kolejnego różniczkowania w celu uzyskania przyspieszeń zmian długości wektorów i przyspieszeń kątowych.

9. Jeśli w pkt. 8 nie uzyskano pożądanych informacji należy zróżniczkować

równania rzutów z pkt. 6. i wyznaczyć prędkości. Po kolejnym

różniczkowaniu można wyznaczyć przyspieszenia. Bardzo pomocnicze

może okazać się na tym etapie obrócenie układu współrzędnych o pewien

kąt, co upraszcza niektóre składniki w równaniach rzutów.

(32)

25.10.2019 TMiPA, Wykład 4, Sebastian Korczak, tylko do użytku edukacyjnego 32

Metoda analityczna – przykład:

mechanizm korbowo-wodzikowy

A

B

C

Dane:

|AB| =const. r

|BC| =const. l φ(t)t))

Szukane:

v

C

, a

C

φ(t)t))

(33)

25.10.2019 TMiPA, Wykład 4, Sebastian Korczak, tylko do użytku edukacyjnego 33

Metoda analityczna – przykład:

mechanizm korbowo-wodzikowy

A

B

C

Dane:

|AB| =const. r

|BC| =const. l φ(t)t))

Szukane:

v

C

, a

C

φ(t)t))

(34)

25.10.2019 TMiPA, Wykład 4, Sebastian Korczak, tylko do użytku edukacyjnego 34

Metoda analityczna – przykład:

mechanizm korbowo-wodzikowy

A

B

C

Dane:

|AB| =const. r

|BC| =const. l φ(t)t))

Szukane:

v

C

, a

C

φ(t)t))

(35)

25.10.2019 TMiPA, Wykład 4, Sebastian Korczak, tylko do użytku edukacyjnego 44

Metoda analityczna – przykład:

mechanizm korbowo-wodzikowy

A

B

C

Dane:

|AB| =const. r

|BC| =const. l φ(t)t))

Szukane:

v

C

, a

C

φ(t)t))

x y

a

c

b

φ

b

φ

c

a + ⃗ b = ⃗ c

|⃗ a|=r

|⃗ b|=l

|⃗ c|=c(t)

φ (t) φ

b

( t ) φ

c

=0

x: r cos φ(t) +l cos φ

b

(t )= c(t)cos0

y: r sin φ(t )+ l sin φ

b

( t)= c(t )sin 0

(36)

25.10.2019 TMiPA, Wykład 4, Sebastian Korczak, tylko do użytku edukacyjnego 45

Metoda analityczna – przykład:

mechanizm korbowo-wodzikowy

r cos φ(t )+ l cos φ

b

( t)= c(t )cos 0

r sin φ(t) +l sin φ

b

(t )= c(t)sin 0 2 niewiadome

(37)

25.10.2019 TMiPA, Wykład 4, Sebastian Korczak, tylko do użytku edukacyjnego 46

Metoda analityczna – przykład:

mechanizm korbowo-wodzikowy

r cos φ(t )+ l cos φ

b

( t)= c(t )cos 0

r sin φ(t) +l sin φ

b

(t )= c(t)sin 0 2 niewiadome

(38)

25.10.2019 TMiPA, Wykład 4, Sebastian Korczak, tylko do użytku edukacyjnego 47

Metoda analityczna – przykład:

mechanizm korbowo-wodzikowy

r cos φ(t )+ l cos φ

b

( t)= c(t )cos 0

r sin φ(t) +l sin φ

b

(t )= c(t)sin 0 2 niewiadome

(39)

25.10.2019 TMiPA, Wykład 4, Sebastian Korczak, tylko do użytku edukacyjnego 54

Metoda analityczna – przykład:

mechanizm korbowo-wodzikowy

r cos φ(t )+ l cos φ

b

( t)= c(t )cos 0

r sin φ(t) +l sin φ

b

(t )= c(t)sin 0 2 niewiadome

r cos φ(t )+ l cos φ

b

( t)= c(t ) r sin φ(t) +l sin φ

b

(t )= 0

sin φ

b

( t)=− r

l sin φ(t)=−λ sin φ(t ) φ

b

(t )=−arcsin(λ sin φ(t)) sin

2

φ

b

( t)+cos

2

φ

b

(t )=1

cos φ

b

( t )=±1−sin

2

φ

b

( t )

cos φ

b

(t )=± √ 1−λ

2

sin

2

φ ( t)

c(t)=r cos φ(t)±l1−λ

2

sin

2

φ(t ) ale dla φ(t)=0

musi być c(t )=r+l

c(t)=r cos φ(t)+l1−λ

2

sin

2

φ( t)

(40)

25.10.2019 TMiPA, Wykład 4, Sebastian Korczak, tylko do użytku edukacyjnego 55

Metoda analityczna – przykład:

mechanizm korbowo-wodzikowy

c(t)=r cos φ(t)+l1−λ

2

sin

2

φ( t)

v

C

(t )= dc(t)

dt =− r ˙φ(t )sin φ(t)− −2l λ

2

˙φ(t ) sin φ(t )cos φ(t ) 2 √ 1−λ

2

sin

2

φ(t )

a

C

(t )= dv

C

( t )

dt =...

ruch wodzika

(41)

25.10.2019 TMiPA, Wykład 4, Sebastian Korczak, tylko do użytku edukacyjnego 56

Metoda analityczna – przykład:

mechanizm korbowo-wodzikowy

obliczenia w programie wxmaxima

(42)

25.10.2019 TMiPA, Wykład 4, Sebastian Korczak, tylko do użytku edukacyjnego 57

Metoda analityczna – przykład:

mechanizm korbowo-wodzikowy

l+r

l-r

p rz e m ie sz cz e ni e w o dz ik a

0 π 2π 3π 4π

Kąt obrotu korby

(43)

25.10.2019 TMiPA, Wykład 4, Sebastian Korczak, tylko do użytku edukacyjnego 58

Metoda analityczna – przykład:

mechanizm korbowo-wodzikowy

c(t)

c(t)

t

t

Polecany artykuł: http://www.enginebuildermag.com/2016/08/understanding-rod-ratios/

(44)

25.10.2019 TMiPA, Wykład 4, Sebastian Korczak, tylko do użytku edukacyjnego 59

Metoda analityczna – przykład:

mechanizm korbowo-wodzikowy ruch korbowodu

φ

b

(t )=−arcsin(λ sin φ(t))

ω

b

( t)= d φ

b

( t)

dt = −λ ˙φ(t )cos φ(t)

1−λ

2

sin

2

φ( t )

ε

b

( t)= d ω

b

(t )

dt =

(45)

25.10.2019 TMiPA, Wykład 4, Sebastian Korczak, tylko do użytku edukacyjnego 60

A B

E

D

Metoda analityczna – przykład:

mechanizm jarzmowy Dane:

|AB| =const. r e, f, φ(t)t)) Szukane:

prędkość ω

2

i przyspieszenie kąt)owe ε

2

członu ED

e

f

φ(t)t))

(46)

25.10.2019 TMiPA, Wykład 4, Sebastian Korczak, tylko do użytku edukacyjnego 61

A B

E

D

Metoda analityczna – przykład:

mechanizm jarzmowy Dane:

|AB| =const. r e, f, φ(t)t)) Szukane:

prędkość ω

2

i przyspieszenie kąt)owe ε

2

członu ED

e

f

φ(t)t))

(47)

25.10.2019 TMiPA, Wykład 4, Sebastian Korczak, tylko do użytku edukacyjnego 65

A B

E

D

Metoda analityczna – przykład:

mechanizm jarzmowy

e

f

φ(t)t))

a

b

e

f

x y

φ

A

φ

e

φ

f

φ

b

Dane:

|AB| =const. r e, f, φ(t)t)) Szukane:

prędkość ω

2

i przyspieszenie kąt)owe ε

2

członu ED

|⃗ a|=r

|⃗ e|=e

|⃗ f |=f

φ

a

(t )=270

o

−φ(t )

φ

e

=180

o

φ

f

=270

o

|⃗ b|=b(t) φ

b

(t )

a = ⃗ b + ⃗ e + ⃗ f

(48)

25.10.2019 TMiPA, Wykład 4, Sebastian Korczak, tylko do użytku edukacyjnego 66

Metoda analityczna – przykład:

mechanizm jarzmowy Dane:

|AB| =const. r e, f, φ(t)t)) Szukane:

prędkość ω

2

i przyspieszenie kąt)owe ε

2

członu ED

|⃗ a|=r |⃗ e|=e

|⃗ f |=f

φ

a

( t )=270

o

−φ( t ) φ

e

= 180

o

φ

f

= 270

o

|⃗ b|=b(t) φ

b

(t )

a = ⃗ b + ⃗ e + ⃗ f

(49)

25.10.2019 TMiPA, Wykład 4, Sebastian Korczak, tylko do użytku edukacyjnego 67

Metoda analityczna – przykład:

mechanizm jarzmowy Dane:

|AB| =const. r e, f, φ(t)t)) Szukane:

prędkość ω

2

i przyspieszenie kąt)owe ε

2

członu ED

|⃗ a|=r |⃗ e|=e

|⃗ f |=f

φ

a

( t )=270

o

−φ( t ) φ

e

= 180

o

φ

f

= 270

o

|⃗ b|=b(t) φ

b

(t )

x: −r sin φ(t)=b(t )cos φ

b

( t )−e y: −r cos φ(t)= b(t )sin φ

b

(t )−f

x: r cos(270

o

−φ( t ))=b(t)cos φ

b

( t)+ e cos 180

o

+ f cos 270

o

y: r sin(270

o

−φ(t ))= b(t)sin φ

b

(t )+ e sin 180

o

+ f sin 270

o

a = ⃗ b + ⃗ e + ⃗ f

(50)

25.10.2019 TMiPA, Wykład 4, Sebastian Korczak, tylko do użytku edukacyjnego 68

Metoda analityczna – przykład:

mechanizm jarzmowy

e −r sin φ(t)= b(t )cos φ

b

(t )

f −r cos φ(t)=b(t )sin φ

b

( t)

(51)

25.10.2019 TMiPA, Wykład 4, Sebastian Korczak, tylko do użytku edukacyjnego 69

Metoda analityczna – przykład:

mechanizm jarzmowy

e −r sin φ(t)= b(t )cos φ

b

(t )

f −r cos φ(t)=b(t )sin φ

b

( t)

(52)

25.10.2019 TMiPA, Wykład 4, Sebastian Korczak, tylko do użytku edukacyjnego 70

E A

B C

D

Metoda analityczna – przykład

f g

h

(53)

25.10.2019 TMiPA, Wykład 4, Sebastian Korczak, tylko do użytku edukacyjnego 71

Oprogramowanie

http://www.ehu.eus/compmech/software/

(54)

25.10.2019 TMiPA, Wykład 4, Sebastian Korczak, tylko do użytku edukacyjnego 72

Mechanizmy krzywkowe

Inspiracje

źródło: psmot)ion.com

(55)

25.10.2019 TMiPA, Wykład 4, Sebastian Korczak, tylko do użytku edukacyjnego 73

Mechanizmy krzywkowe

Inspiracje w sztuce

Mechanics Alive! Cabaret Mechanical Theatre Automata Exhibition

https://www.youtube.com/watch?v=const.kv1CpJi60xQ

The "Draughtsman-Writer" automaton by Henri Maillardet

(56)

25.10.2019 TMiPA, Wykład 4, Sebastian Korczak, tylko do użytku edukacyjnego 74

Mechanizmy krzywkowe

Podstawowe informacje

Mechanizm krzywkowy – mechanizm składający się z krzywki i popychacza tworzących parę kinematyczną wyższą klasy IV.

Krzywka porusza się najczęściej ruchem obrotowym (czasem postępowym, a popychacz ruchem postępowo zwrotnym (czasem wahadłowym).

zalety

• prosta konstrukcja,

• łatwość wykonania,

• dowolne wymiary,

• łatwość uzyskania skomplikowanych przebiegów.

wady

• niska wytrzymałość przy dużych obciążeniach,

• brak adaptacyjności

(57)

25.10.2019 TMiPA, Wykład 4, Sebastian Korczak, tylko do użytku edukacyjnego 75

Mechanizmy krzywkowe

Podział mechanizmów krzywkowych:

płaskie / przestrzenne

z popychaczem centralnym / z popychaczem mimośrodowym z zamknięciem kinematycznym / z zamknięciem siłowym

Podstawowe informacje

(58)

25.10.2019 TMiPA, Wykład 4, Sebastian Korczak, tylko do użytku edukacyjnego 76

Mechanizmy krzywkowe

Przykłady popychaczy

talerzykowy rolkowy

ostrzowy

grzybkowy

źródło: T. Kołacin, „Podst)awy t)eorii maszyn i aut)omat)yki”, OW PW

(59)

25.10.2019 TMiPA, Wykład 4, Sebastian Korczak, tylko do użytku edukacyjnego 77

Mechanizmy krzywkowe

Przykłady

wahadłowy mimośrodowy

płaski ramkowy

źródło: T. Kołacin, „Podst)awy t)eorii maszyn i aut)omat)yki”, OW PW

(60)

25.10.2019 TMiPA, Wykład 4, Sebastian Korczak, tylko do użytku edukacyjnego 78

Mechanizmy krzywkowe

Przykłady

przestrzenna krzywka walcowa

przestrzenna krzywka globoidalna

krzywka o ruchu postępowym

źródło: T. Kołacin, „Podst)awy t)eorii maszyn i aut)omat)yki”, OW PW

(61)

25.10.2019 TMiPA, Wykład 4, Sebastian Korczak, tylko do użytku edukacyjnego 79

Analiza i synteza mechanizmów krzywkowych

Analiza mechanizmu krzywkowego – wyznaczenie przebiegu przemieszczenia, prędkości i przyspieszenia popychacza w funkcji kąta obrotu krzywki dla zadanej konstrukcji i geometrii mechanizmu.

Synteza mechanizmu krzywkowego – zaprojektowanie geometrii

krzywki dla danej konstrukcji mechanizmu krzywkowego w celu

uzyskania pożądanego przebiegu przemieszczenia, prędkości lub

przyspieszenia popychacza w funkcji kąta obrotu krzywki. Dodatkowo

narzuca się pewne ograniczenia, np. maksymalny wznios popychacza,

maksymalną prędkość lub przyspieszenie. Należy sprawdzić również

trzecią pochodną wzniosu popychacza (udar), która powinna mieć

skończone wartości.

(62)

25.10.2019 TMiPA, Wykład 4, Sebastian Korczak, tylko do użytku edukacyjnego 80

Analiza mechanizmów krzywkowych

Analiza mechanizmu krzywkowego metodą wykreślną poprzez zastępowanie pary IV klasy parami V klasy.

O O

A B

AB – promień krzywizny krzywki w punkcie styku z

popychaczem

(63)

25.10.2019 TMiPA, Wykład 4, Sebastian Korczak, tylko do użytku edukacyjnego 81

Analiza mechanizmów krzywkowych

Analiza mechanizmu krzywkowego metodą wykreślną poprzez zastępowanie par IV klasy parami V klasy.

O

A

dla fragmentu prostoliniowego

O

(64)

25.10.2019 TMiPA, Wykład 4, Sebastian Korczak, tylko do użytku edukacyjnego 82

Analiza mechanizmów krzywkowych

Analiza mechanizmu krzywkowego poprzez graficzne kreślenie

wzniosu popychacza i graficzne różniczkowanie

(65)

25.10.2019 TMiPA, Wykład 4, Sebastian Korczak, tylko do użytku edukacyjnego 83

Analiza mechanizmów krzywkowych

Analiza mechanizmu krzywkowego poprzez graficzne kreślenie

wzniosu popychacza i graficzne różniczkowanie

(66)

25.10.2019 TMiPA, Wykład 4, Sebastian Korczak, tylko do użytku edukacyjnego 84

Analiza mechanizmów krzywkowych

Analiza mechanizmu krzywkowego poprzez graficzne kreślenie

wzniosu popychacza i graficzne różniczkowanie

(67)

25.10.2019 TMiPA, Wykład 4, Sebastian Korczak, tylko do użytku edukacyjnego 85

...

kąt)

wznios

Analiza mechanizmów krzywkowych

Analiza mechanizmu krzywkowego poprzez graficzne kreślenie

wzniosu popychacza i graficzne różniczkowanie

(68)

25.10.2019 TMiPA, Wykład 4, Sebastian Korczak, tylko do użytku edukacyjnego 86

...

kąt)

wznios

Analiza mechanizmów krzywkowych

Analiza mechanizmu krzywkowego poprzez graficzne kreślenie

wzniosu popychacza i graficzne różniczkowanie

(69)

25.10.2019 TMiPA, Wykład 4, Sebastian Korczak, tylko do użytku edukacyjnego 87

...

kąt)

wznios

...

kąt)

prędkość

Analiza mechanizmów krzywkowych

Analiza mechanizmu krzywkowego poprzez graficzne kreślenie

wzniosu popychacza i graficzne różniczkowanie

(70)

25.10.2019 TMiPA, Wykład 4, Sebastian Korczak, tylko do użytku edukacyjnego 88

...

kąt)

wznios

...

kąt)

prędkość

Analiza mechanizmów krzywkowych

Analiza mechanizmu krzywkowego poprzez graficzne kreślenie

wzniosu popychacza i graficzne różniczkowanie

(71)

25.10.2019 TMiPA, Wykład 4, Sebastian Korczak, tylko do użytku edukacyjnego 89

...

kąt)

wznios

...

kąt)

prędkość

Analiza mechanizmów krzywkowych

Analiza mechanizmu krzywkowego poprzez graficzne kreślenie

wzniosu popychacza i graficzne różniczkowanie

(72)

25.10.2019 TMiPA, Wykład 4, Sebastian Korczak, tylko do użytku edukacyjnego 90

...

kąt)

wznios

...

kąt)

prędkość

...

kąt)

przyspieszenie

Analiza mechanizmów krzywkowych

Analiza mechanizmu krzywkowego poprzez graficzne kreślenie

wzniosu popychacza i graficzne różniczkowanie

(73)

25.10.2019 TMiPA, Wykład 4, Sebastian Korczak, tylko do użytku edukacyjnego 91

...

kąt)

wznios

...

kąt)

prędkość

...

kąt)

przyspieszenie

Analiza mechanizmów krzywkowych

Analiza mechanizmu krzywkowego poprzez graficzne kreślenie

wzniosu popychacza i graficzne różniczkowanie

(74)

25.10.2019 TMiPA, Wykład 4, Sebastian Korczak, tylko do użytku edukacyjnego 92

Metoda analityczna

Analiza mechanizmów krzywkowych

Cytaty

Powiązane dokumenty

Pierwsze zadanie dynamiki – wyznaczenie sił i momentów sił działających na mechanizm wywołujących zadany ruch mechanizmu0. Drugie zadanie dynamiki – wyznaczenie ruchu

układy niezależne od czasu układy zależne od czasu opis za pomocą transmitancji opis równaniami stanu analiza w dziedzinie czasu i częstości analiza w dziedzinie czasu.. Sterowanie

układy niezależne od czasu układy zależne od czasu opis za pomocą transmitancji opis równaniami stanu analiza w dziedzinie czasu i częstości analiza w dziedzinie czasu.. Sterowanie

29.11.2019 TMiPA, Wykład 8, Sebastian Korczak, tylko do użytku edukacyjnego 2..

06.12.2019 TMiPA, Wykład 9, Sebastian Korczak, tylko do użytku edukacyjnego 5.. Transmitancja operatorowa

Klasyfikacja podstawowych obiektów automatyki z przykładami... 13.12.2019 TMiPA, Wykład 10, Sebastian Korczak, tylko do użytku edukacyjnego 4..

Klasyfikacja podstawowych obiektów automatyki z przykładami... 13.12.2019 TMiPA, Wykład 10, Sebastian Korczak, tylko do użytku edukacyjnego 4..

20.12.2019 TMiPA, Wykład 11, Sebastian Korczak, tylko do użytku edukacyjnego