Teoria mechanizmów Prof. dr hab. inż. Krzysztof Czołczyński Katedra Dynamiki Maszyn pok. 124a

Wielkość: px

Rozpocząć pokaz od strony:

Download "Teoria mechanizmów Prof. dr hab. inż. Krzysztof Czołczyński Katedra Dynamiki Maszyn pok. 124a"

Kamil Ciesielski
6 lat temu
Przeglądów:

1 Teoria mechanizmów Prof. dr hab. inż. Krzysztof Czołczyński Katedra Dynamiki Maszyn pok. 124a

2 Mechanizm Mechanizmem nazywa się układ połączonych ze sobą ciał (ogniw) o ściśle określonym ruchu względnym.

3 Cz Ñ Ñci po»»czone ze sob tak, óe stanowi jedn sztywn ca»oñć, nazywane s ogniwami mechanizmu. WÑród ogniw mechanizmu wyróóniamy ogniwa ruchome oraz jedno ogniwo nieruchome (ostoj ).

4 Dwa ogniwa mechanizmu po»czone ze sob nazywa si par kinematyczn, zañ samo po»czenie tych ogniw, okreñlone kszta»tem stykajcych si cz Ñci ogniw i warunkujce rodzaj ich moóliwego ruchu wzgl dnego, nazywa si w z»em kinematycznym. W celu u»atwienia analizy struktury mechanizmów, dokonuje si klasyfikacji w z»ów kinematycznych w zaleónoñci od: a) liczby moóliwych wzgl dnych ruchów prostych ogniw pary kinematycznej (klasa węzła), b) charakteru ruchu wzgl dnego, c) charakteru styku ogniw (węzły wyższe i niższe).

6 ºa½cuch kinematyczny ºa½cuchem kinematycznym nazywa si zbiór ogniw po»»czonych w z»ami kinematycznymi. Jeóeli w»a½cuchu kinematycznym istniej ogniwa wchodzce w sk»ad jednej tylko pary kinematycznej, to nazywa si on»a½cuchem kinematycznym otwartym. Jeóeli wszystkie ogniwa»a½cucha wchodz w sk»ad co najmniej dwu par kinematycznych, to»a½cuch taki nosi nazw»a½cucha kinematycznego zamkni tego.

7 Stopniem ruchliwoñci»a½cucha kinematycznego nazywa si liczb jego stopni swobody wzgl dem ogniwa nieruchomego. w=3 3=9 w= =7 w= =5 w= =3 w= =1 w=3 n-2 p 1

8 Wzór określający stopień ruchliwości: w = 3n 2 p 1 gdzie: n - liczba ogniw ruchomych, p 1 - liczba w z»ów I klasy. Jeżeli ogniwa»a½cucha kinematycznego po»czone są takóe w z»ami wyższymi klasy drugiej, odbierajcymi moóliwoñƒ jednego ruchu wzgl dnego, stopie½ ruchliwoñci obliczany jest jako w = 3n 2 p p 1 2 gdzie: n - liczba ruchomych ogniw uk»adu, p 1 - liczba w z»ów I klasy, p 2 - liczba w z»ów II klasy.

9 Mechanizm JeÑli unieruchomi si jedno ogniwo zamkni tego»a½cucha kinematycznego (ostoj ), to wówczas otrzymuje si mechanizm. Jeóeli stopie½ ruchliwoñci mechanizmu wynosi w, to dla uzyskania jednoznacznie okreñlonego ruchu wszystkich jego ogniw, konieczne jest zadanie z góry w prostych ruchów jego ogniw. (Jest to warunek jednobieónoñci mechanizmu). Te ogniwa mechanizmu, których ruch zostaje zadany, nosz nazw ogniw nap dowych. Pozostałe ogniwa, to ogniwa nap dzane (lub pędzone).

10 ºa½cuchy zast pcze W przypadku wyst powania w z»ów drugiej klasy, podczas analizy strukturalnej, kinematycznej lub dynamicznej mechanizmu, zachodzi koniecznoñƒ wyeliminowania tych w z»ów poprzez zastpienie ich tak zwanymi»a½cuchami zast pczymi zawierajcymi wy»»cznie w z»y pierwszej klasy. ºa½cuch zast pczy wprowadzony do mechanizmu w miejsce eliminowanego w z»a wyószego, to»a½cuch kinematyczny zawierajcy w z»y pierwszej klasy, który musi spe»niaƒ (aby by» równowaóny w z»owi wyószemu) dwa nast pujce warunki: - musi odbieraƒ»czonym ogniwom tak sam liczb moóliwosci ruchu wzgl dnego co usuni ty w ze» drugiej klasy, tj. jedn. Jego stopie½ ruchliwoñci musi zatem wynosiƒ minus jeden, - chwilowy ruch wzgl dny»czonych ogniw nie moóe ulec zmianie. Najprostszym uk»adem spe»niajacym warunek pierwszy jest jedno ogniwo po»»czone dwoma w z»ami pierwszej klasy z tymi ogniwami mechanizmu, które by»y po»»czone w z»em wyószym.

12 Ruchliwość lokalna

13 Więzy bierne

14 Grupy strukturalne Grupy strukturalne to najprostsze (w sensie niepodzielnoñci)»a½cuchy ogniw p dzonych spełniające dwa warunki. 1. Ich stopie½ ruchliwoñci jest równy zero (tzn. po»czone z ostoj tymi w z»ami, którymi do»czone s do mechanizmu podstawowego tworz uk»ad nieruchomy). 2. Nie dadz si podzieliƒ na prostsze»a½cuchy tej samej rodziny, spe»niajce warunek pierwszy. Dokonuje si podzia»u grup strukturalnych na klasy w zaleónoñci od najwi kszej liczby w z»ów wewn trznych, którymi jedno z ogniw po»czone jest z innymi ogniwami naleócymi do tej grupy, albo w zaleónoñci od najwi kszej liczby w z»ów wewn trznych, którymi po»czone s ogniwa zamkni tego»a½cucha kinematycznego, o ile»a½cuch taki wchodzi w sk»ad grupy. G Liczba węzłów zewn trznych, którymi grupa mogże byƒ do»czona do mechanizmu podstawowego określa rząd grupy.

17 Analiza strukturalna mechanizmów Celem analizy strukturalnej mechanizmu jest określenie stopnia jego ruchliwoñci, czyli liczby stopni swobody wzgl dem podstawy wszystkich ogniw, z których sk»ada si mechanizm, szczególnie zañ zbadanie, czy ruch wszystkich ogniw jest okreñlony w sposób jednoznaczny poprzez zadany ruch ogniw nap dowych. Przeprowadzenie analizy strukturalnej mechanizmu, polegajce mi dzy innymi na podziale uk»adu jego ogniw p dzonych na tzw. grupy strukturalne, dyktuje takóe kolejnoñƒ obliczania pr dkoñci i przyspiesze½ ogniw w analizie kinematycznej oraz kolejnoñƒ obliczania si» w w z»ach kinematycznych podczas dokonywania analizy dynamicznej mechanizmu.

Podobne dokumenty

Podstawy analizy strukturalnej układów kinematycznych

Podstawy analizy strukturalnej układów kinematycznych Układem kinematycznym nazywamy dowolny zespół elementów składowych (członów) połączonych ze sobą w sposób umożliwiający ruch względny stworzony przez