ANALIZA MECHANIZMU DŹWIGNIOWEGO. 1. Synteza strukturalna i geometryczna mechanizmu

Podobne dokumenty
Przykład 3.1. Wyznaczanie prędkości i przyśpieszenia ruchu płaskim

2. RÓWNOWAGA PRZESTRZENNEGO UKŁADU SIŁ

KO OF Szczecin:

Egzamin maturalny z matematyki CZERWIEC 2011

Przykład 2.1. Wyznaczanie prędkości i przyśpieszenia w ruchu bryły

Arkusz ćwiczeniowy z matematyki Poziom podstawowy ZADANIA ZAMKNIĘTE. W zadaniach od 1. do 21. wybierz i zaznacz poprawną odpowiedź. 1 C. 3 D.

Drgania własne ramy wersja komputerowa, Wpływ dodatkowej podpory ( sprężyny ) na częstości drgań własnych i ich postacie

Materiał ćwiczeniowy z matematyki Marzec 2012

Zadania do rozdziału 4. Zad.4.1. względem osi obrotu krążka o promieniu

OBLICZENIE SIŁ WEWNĘTRZNYCH DLA BELKI SWOBODNIE PODPARTEJ SWOBODNIE PODPARTEJ ALGORYTM DO PROGRAMU MATHCAD

Egzamin ustny semestr piąty. Słuchacz

Przykładowe zadania dla poziomu rozszerzonego

Klucz odpowiedzi do zadań zamkniętych oraz schematy oceniania zadań otwartych. Matematyka. Poziom podstawowy

CZAS TRWANIA ZDERZENIA KUL

LUBELSKA PRÓBA PRZED MATURĄ 2015 poziom podstawowy. Liczba punktów Wyznaczenie pierwszej współrzędnej wierzchołka paraboli: x.

Materiał ćwiczeniowy z matematyki marzec 2012

Imię i nazwisko studenta... nr grupy..

x t 1 (x) o 1 : x s 3 (x) Tym samym S(3) = {id 3,o 1,o 2,s 1,s 2,s 3 }. W zbiorze S(n) definiujemy działanie wzorem

Klucz odpowiedzi do zadań zamkniętych oraz schematy oceniania zadań otwartych. Matematyka. Poziom podstawowy

VII MIĘDZYNARODOWA OLIMPIADA FIZYCZNA (1974). Zad. teoretyczne T3.

Zadanie 3. Na jednym z poniższych rysunków przedstawiono fragment wykresu funkcji. Wskaż ten rysunek.

MATEMATYKA (poziom podstawowy) przykładowy arkusz maturalny wraz ze schematem oceniania dla klasy II Liceum

Metrologia: miary dokładności. dr inż. Paweł Zalewski Akademia Morska w Szczecinie

0, co implikuje tezę. W interpretacji geometrycznej: musi istnieć punkt, w którym styczna ( f (c)

Politechnika Gdańska Wydział Elektrotechniki i Automatyki Katedra Inżynierii Systemów Sterowania

PRZYKŁADY ROZWIAZAŃ STACJONARNEGO RÓWNANIA SCHRӦDINGERA. Ruch cząstki nieograniczony z klasycznego punktu widzenia. mamy do rozwiązania równanie 0,,

POCHODNA RZĘDU DRUGIEGO I WZÓR TAYLORA W WYKŁADNICZYM RACHUNKU RÓŻNICZKOWYM

KLUCZ ODPOWIEDZI I ZASADY PUNKTOWANIA PRÓBNEGO EGZAMINU MATURALNEGO Z MATEMATYKI POZIOM PODSTAWOWY

Wyznaczyć prędkości punktów A i B

Trzeba pokazać, że dla każdego c 0 c Mc 0. ) = oraz det( ) det( ) det( ) jest macierzą idempotentną? Proszę odpowiedzieć w

Jarosław Wróblewski Analiza Matematyczna 2B, lato 2015/16

c 2 + d2 c 2 + d i, 2

P π n π. Równanie ogólne płaszczyzny w E 3. Dane: n=[a,b,c] Wówczas: P 0 P=[x-x 0,y-y 0,z-z 0 ] Równanie (1) nazywamy równaniem ogólnym płaszczyzny

Numeryczny opis zjawiska zaniku

Jarosław Wróblewski Analiza Matematyczna 1, zima 2016/17

MATURA 2014 z WSiP. Zasady oceniania zadań

Informatyka Stosowana-egzamin z Analizy Matematycznej Każde zadanie należy rozwiązać na oddzielnej, podpisanej kartce!

Równowaga reakcji chemicznej

ANALIZA I BADANIE MAGNETOREOLOGICZNEGO SPRZĘGŁA ROZRUCHOWO-PRZECIĄŻENIOWEGO

Szkic do wykładów z mechaniki analitycznej

Korelacja i regresja. Dr Joanna Banaś Zakład Badań Systemowych Instytut Sztucznej Inteligencji i Metod Matematycznych. Wykład 12

6. POWIERZCHNIOWE MOMENTY BEZWŁADNOŚCI

WYZNACZENIE CHARAKTERYSTYK STATYCZNYCH PRZETWORNIKÓW POMIAROWYCH

Dobór silnika serwonapędu. (silnik krokowy)

Poziom rozszerzony. 5. Ciągi. Uczeń:

PROPAGACJA BŁĘDU. Dane: c = 1 ± 0,01 M S o = 7,3 ± 0,1 g Cl 2 /1000g H 2 O S = 6,1 ± 0,1 g Cl 2 /1000g H 2 O. Szukane : k = k =?

Politechnika Gdańska Wydział Elektrotechniki i Automatyki Katedra Inżynierii Systemów Sterowania

potrafi przybliżać liczby (np. ) K

Katedra Metrologii i Systemów Diagnostycznych. Laboratorium Metrologii II. 2013/14 Grupa. Nr ćwicz.

nie wyraŝa zgody na inne wykorzystywanie wprowadzenia niŝ podane w jego przeznaczeniu występujące wybranym punkcie przekroju normalnego do osi z

Szereg geometryczny. 5. b) b n = 4n 2 (b 1 = 2, r = 4) lub b n = 10 (b 1 = 10, r = 0). 2. jest równa 1 x dla x = 1+ Zad. 3:

ZS LINA_ LINB_ LINC_. Rys. 1. Schemat rozpatrywanej sieci. S1 j

Internetowe Kółko Matematyczne 2004/2005

ELEKTROTECHNIKA I ELEKTRONIKA

TRANZYSTORY POLOWE JFET I MOSFET

MODEL SYTUACJI KOLIZYJNEJ OKRĘ TU JAKO NIESWOBODNY RUCH ZŁ O Ż ONY

STATYSTYKA I ANALIZA DANYCH

CZ.2. SYNTEZA STRUKTURY MECHANIZMU

Metody Obliczeniowe w Nauce i Technice laboratorium

Wykład FIZYKA I. 2. Kinematyka punktu materialnego. Dr hab. inż. Władysław Artur Woźniak

PSO matematyka I gimnazjum Szczegółowe wymagania edukacyjne na poszczególne oceny

Statystyka - wprowadzenie

= n ESTYMACJA PUNKTOWA. 1. Estymacja punktowa dla wartości średniej - określanie błędu standardowego s s sˆ n

MAJ LUBELSKA PRÓBA PRZED MATURĄ 2013 klasa druga. MATEMATYKA - poziom podstawowy. Czas pracy: 170 minut. Instrukcja dla zdającego

Definicja interpolacji

PSO matematyka III gimnazjum. Szczegółowe wymagania edukacyjne na poszczególne oceny

Wymagania edukacyjne na poszczególne oceny z matematyki w klasie III poziom rozszerzony

Twierdzenie Cayleya-Hamiltona

LABORATORIUM MODELOWANIA I SYMULACJI. Ćwiczenie 5

CZERWIEC MATEMATYKA - poziom podstawowy. Czas pracy: 170 minut. Instrukcja dla zdającego

Znikanie sumy napięć ïród»owych i sumy prądów w wielofazowym układzie symetrycznym

Rekursja 2. Materiały pomocnicze do wykładu. wykładowca: dr Magdalena Kacprzak

Zadania domowe z Analizy Matematycznej III - czȩść 2 (funkcje wielu zmiennych)

Wprowadzenie. metody elementów skończonych

Ćwiczenia nr 5. TEMATYKA: Regresja liniowa dla prostej i płaszczyzny

MARIUSZ KAWECKI zbiór zadań dla zainteresowanego matematyką licealisty

Zadania z analizy matematycznej - sem. I Szeregi liczbowe

3. Regresja liniowa Założenia dotyczące modelu regresji liniowej

POLITECHNIKA ŚLĄSKA, WYDZIAŁ ELEKTRYCZNY, INSTYTUT ELEKTROTECHNIKI I INFORMATYKI. Wykresy w Excelu TOMASZ ADRIKOWSKI GLIWICE,

201. a 1 a 2 a 3...a n a 2 1 +a 2 2 +a a 2 n n a 4 1 +a 4 2 +a a 4 n n. a1 + a 2 + a a n 204.

Chemia Teoretyczna I (6).

MINIMALIZACJA PUSTYCH PRZEBIEGÓW PRZEZ ŚRODKI TRANSPORTU

Jarosław Wróblewski Analiza Matematyczna 2B, lato 2015/16

ZJAWISKO TERMOEMISJI ELEKTRONÓW

V OGÓLNOPOLSKI KONKURS Z FIZYKI Fizyka się liczy I Etap ZADANIA 27 lutego 2013r.

M. Guminiak - Analiza płyt cienkich metodą elementów brzegowych... 44

Pierwiastki z liczby zespolonej. Autorzy: Agnieszka Kowalik

Kolorowanie Dywanu Sierpińskiego. Andrzej Szablewski, Radosław Peszkowski

M. Guminiak - Analiza płyt cienkich metodą elementów brzegowych Moment zginający w punkcie B [M xb /pl ]

Relacje rekurencyjne. będzie następująco zdefiniowanym ciągiem:

Politechnika Poznańska

Rysunek 1: Fale stojące dla struny zamocowanej na obu końcach; węzły są zaznaczone liniami kropkowanymi, a strzałki przerywanymi

Test 2. Mierzone wielkości fizyczne wysokość masa. masa walizki. temperatura powietrza. Użyte przyrządy waga taśma miernicza

Jarosław Wróblewski Analiza Matematyczna 1A, zima 2014/15. n = Rozwiązanie: Stosując wzór na wartość współczynnika dwumianowego otrzymujemy

BADANIE PRĄDNIC TACHOMETRYCZNYCH

KADD Metoda najmniejszych kwadratów

Matematyka I. Bezpieczeństwo jądrowe i ochrona radiologiczna Semestr zimowy 2018/2019 Wykład 11

Transkrypt:

NLIZ MECHNIZMU DŹWIGNIOWEGO 1. Syteza strukturala i gemetrycza mechaizmu 1. 1. Budwa łańcucha kiematyczeg schemat idewy. Symbliczy zapis struktury i parametrów prjektwaeg mechaizmu przedstawia tabela 1 Tabela 1 Zakres daych Parametry mechaizmu 1. Struktura mechaizmu 0 1( z) ( p) ( z ) 0 P (O O O ). Parametry kiematycze człu apędzająceg. Masy i parametry bezwładści człów m, ( ) i J Si 4. Obciążeie ugóliymi siłami ze- P, wętrzymi ( ) i M i 5. Ugólia siła rówważąca d wyzaczeia P lub M ( ) R1 R1 (, ) 1 J S1 (,v,0 ) s1 1 m ; ( m, ); (,J ) (,0 ) J S ( 0 ) (, ) 0,,0, P P R1 M m S Na pdstawie symbliczeg zapisu struktury i parametrów łańcucha kiematyczeg budujemy jeg schemat idewy (rys. 1). Rys. 1. Schemat idewy łańcucha kiematyczeg mechaizmu

Przykład aalizy mechaizmu dźwigiweg 1.. Ruchliwść i klasa mechaizmu Ruchliwść mechaizmu w p 5 p 4 (1) liczba człów ; liczba par kiematyczych klasy 4, p 4 0 ; liczba par kiematyczych klasy piątej p 5 4 ; ( 0 1, );(1, ); (, ); (, 0) Klasa mechaizmu w 4 1 P dłączeiu człu apędzająceg strukturalą. Grupa (,) 1 pzstałe czły i twrzą grupę czł apędzający 1 Rys.. Ruchliwść i klasa mechaizmu Badamy ruchliwść grupy strukturalej p płączeiu jej człów ruchmych z pdstawą (rys. ): ; p 5 ; ( 0, ), (, ), (, 0) w gr p 0 Grupa strukturala (, ) jest grupą klasy pstaci 1. alizway mechaizm składa się z człu apędzająceg 1 i grupy strukturalej klasy, jest zatem mechaizmem klasy. Nazwa strukturala mechaizmu: mechaizm suwakw krbwy Rzważay łańcuch kiematyczy mża uzupełić symetryczą grupę strukturalą (, ) pdłączą rówlegle d człu apędzająceg. Schemat rzbudwaeg łańcucha kiematyczeg strukturze rówległej O O O P przedstawia rysuek, tak zmdyfikway mechaizm jest me- O O O chaizmem zaciskwym. Nazwa fukcjala mechaizmu: mechaizm chwytaka.

Przykład aalizy mechaizmu dźwigiweg 5, p4 0, p5 w 1 7 Rys. Mechaizm chwytaka. 1.. Ograiczeia gemetrycze Prawidłwe fukcjwaie mechaizmu przedstawieg a rys. 1 uzależie jest d dpwiedieg dbru długści jeg człów raz zakresu przemieszczeia (skku) człu apędzająceg. Na rys. 4 przedstawi trzy charakterystycze płżeia mechaizmu. s1 - lewe skraje płżeie zwrte człu 1, s - prawe skraje płżeie człu 1 s - płżeie człu 1 przy którym astępuje zmiaa kieruku brtu człu. s s, s )- czł wykuje brót zgdie z kierukiem wskazówek zegara ( 1 ( ) lub przeciwie d ruchu wskazówek zegara. s s, s - czł wykuje brót przeciwie d kieruku wskazówek zegara jeżeli w etapie wcześiejszym pruszał się zgdie ze wskazówkami zegara. Obliczeia kiematycze i kietstatycze przeprwadze zstaą dla s 1 s s. Skk człu apędzająceg musi spełiać waruek s s s1. Dla przyjętych wymiarów człów mechaizmu maksymaly mżliwy skk mechaizmu wysi s s 659, mm (wartść dczytaa z rysuku 4). smax 1 by mżliwe był przejście z płżeia 1 d płżeia musi być ddatkw spełiy waruek l 1 l01 + l1 l l1 + l01 l1 ()

Przykład aalizy mechaizmu dźwigiweg 4 Rys. 4. aliza dpuszczaleg zakresu przemieszczeia (skku) człu apędzająceg 1. 1.4. Mdel mechaizmu w prgramie SM Dbór parametrów łańcucha kiematyczeg. C( 50,600 ) E(650,600 ) 1 D( 400,600 ) O( 0,400 ) B(100,450 ) 0 (100,400 ) Rys. 5. Mdel mechaizmu w prgramie SM

Przykład aalizy mechaizmu dźwigiweg 5 D bliczeń kiematyczych przyjęt dae: s 0 100 mm 0 1, m s 100 mm 0 1, m v 1000mm / s 1m / s s 0 s0 + v t (100 + 1000t ) [ mm] (0 1, + t ) [m] () Przyjmiemy czas ruchu człu 1, t 1 0,08 s. Obliczymy płżeie człu apędzająceg p czasie t 1, s 0 1, + 1 0,08 0, 18 m. Wymiary mechaizmu: l 50 mm 0,05 m l B 1 lbc l 1, 1 mm lcd l1 150 mm 0, lde l 50 mm 0,11 m 15 m 0,5 m. aliza kiematycza mechaizmu.1. aliza kiematycza mechaizmu metdą grafaalityczą. k l W celu rzwiązaia zadaia metdą grafaalityczą, mechaizm rysujemy w pdziałce w zadaym płżeiu dla t0,08 s (rys. 6). Płżeie człu apędzająceg 0, 18 m, prędkść człu apędzająceg v 1m / s. s Zadaie rzwiążemy wykreślie krzystając z prgramu utcd. l m Pdziałka rysukwa mechaizmu k 1 l (l ) 1 mm Przyjmiemy płżeia śrdków mas człów: l BS 0, 106m, lds 0,05m Zadaie mża rówież rzwiązywać wykreślie bez wspmagaia kmputerweg. Uzyskamy wówczas miejszą dkładść bliczeń ale wystarczającą d sprawdzeia pprawści wyików uzyskaych iymi metdami. NLIZ PRĘDKOŚCI Przyjmujemy pdziałkę prędkści kv v (v ) v (v ) 1 ms mm alizę prędkści przeprwadzimy a pdstawie rówaia gdzie: v ) (v ) ( B ( ( 4) vc ) (vb ) + (vcb ) CD IIO CB

Przykład aalizy mechaizmu dźwigiweg 6 Rzwiązujemy wykreślie rówaie prędkści (4) a rysuku 7. Odczytujemy z rysuku 7 wartść rysukwą ( v C ) a astępie bliczamy wartść prędkści v C. v C ( vc )kv 0,67 m / s aalgiczie v CB ( vcb )kv 0,950 m / s kl l 1 ( l1 ) m mm Rys. 6. Łańcuch kiematyczy mechaizmu w zadaym płżeiu w pdziałce długści kl kv v (v ) v (v ) 1 ms mm Obliczamy prędkści kątwe : vcb 1 ω 4,480 s ; CB vc 1 ω,445 s CD Rys. 7. Pla prędkści mechaizmu

Przykład aalizy mechaizmu dźwigiweg 7 Prędkści puktów E, S bliczamy ze wzrów: vs DS ω 0, 1 m / s ; v E DE ω 0,6110 m / s Prędkść puktu S zajdziemy wyzaczając płżeie puktu s a plaie prędkści a pdstawie prprcji: bs BS BS ; bs bc bc BC BC (5) Mża rówież skrzystać z rówaia ( (6) vs ) (vb ) + (vsb ) IIO BC vs (vs )kv 584,4 0,001 0,5844 m / s. NLIZ PRZYSPIESZEŃ alizę prędkści przeprwadzimy a pdstawie rówaia: gdzie: acb ω CD 4,571 m s ac ω CD 0,8965 m s t t ac ) (ab ) + (acb ) + (acb ) (ac ) + (ac ) 0 IICB CB IICD CD ( (7) Przyjmujemy pdziałkę przyspieszeń k a a (a) a (a ) CB a CB [ mm] ; ( a ) C C [ mm] ka ka a CB (a CB ) ms mm Rzwiązujemy wykreślie rówaie (7) jak pkaza a rysuku 8. Odczytujemy wartści rysukwe przyspieszeń i astępie bliczamy: ac (ac ) ka 4,40 m s, t ac t (ac ) ka 4,11 m s, t acb t (acb ) ka 1, 15 m s a t 1, 155 ε CB 5,05 ; BC 0,11 ε t ac 4,111 8, 740 s CE 0, 150

Przykład aalizy mechaizmu dźwigiweg 8 Przyspieszeie puktu E zajdziemy z rówaia: E t E gdzie: a ω DE ; a ε DE t a E ae + ae (8) a DE lub z prprcji: E DE ; ae ac ac CD CD ; 0,5 ae 4,40 7,9 ms. 0, 15 Przyspieszeie puktu S zajdziemy wyzaczając jeg płżeie a plaie przyspieszeń (pukt s ) z prprcji ds DS ; ed ED DS ds ed ED (9) a S (a S )k a 1,466 ms algiczie zajdziemy przyspieszeie puktu S bs BS ; bc BC BS bs bc BC (10) a S (a S )k a,0 ms k a a (a) a (a CB CB ) ms mm Rys. 8. Pla przyspieszeń mechaizmu

Przykład aalizy mechaizmu dźwigiweg 9.. aliza kiematycza mechaizmu metda aalityczą Rys. 9. Wielbk wektrwy mechaizmu Dae: s s0 + v t + ( 0 1, 0 1, t ) [ m] l 1, l, l1, l01, l0, ϕ 0, ϕ1 90, ϕ01 70, ϕ0 180 Obliczyć: ϕ, ϕ, ω, ω, ε, ε, v C, ac, ve, ae Mechaizm pisujemy wielbkiem wektrwym (rys. 9) s + + l + l + l + l 0 (11) l1 1 01 0 Mechaizm pisay jest przez 6 wektrów. Należy zatem przyjąć d bliczeń 10 parametrów mechaizmu. P zrzutwaiu a sie mamy: s l 1 + l + l csϕ + l siϕ + l 1 1 csϕ l siϕ l 01 0 0 0, (1) Przekształcamy układ rówań (1) d pstaci: s l 1 + l + l csϕ l siϕ l 01 0 l l 1 1 csϕ, siϕ (1)

Przykład aalizy mechaizmu dźwigiweg 10 Ozaczając: s l 0 ; B l 1 l01 mamy: + l B + l csϕ siϕ l l 1 1 csϕ siϕ Rówaia (14) pdsimy d kwadratu i ddajemy strami + l cs ϕ + B + Bl siϕ + l, l 1 0 (14) (15) Rówaie (15) dzielimy przez l + B + l l l + B + l Ozaczając: l C 1 ; l 1 C + csϕ + D siϕ C + csϕ B + csϕ + siϕ 0 (16) B l1 l D 01 trzymujemy: s l D siϕ 0, P pdiesieiu (7) strami d kwadratu mamy: 0 (17) ( 1 + D )cs ϕ + csϕ + (C D ) 0 (18) P pdstawieiu w csϕ trzymamy rówaie kwadratwe pstaci: Obliczeia przeprwadzamy dla ( 1 + D )w + Cw + (C D ) 0 (19) t t1 0,08s, c dpwiada płżeiu s 0, 18m i przyjmujemy zgdie z daymi z prgramu SM wartści 0,05m, l 0,11m, l 0, 15m, l 0,5m, l 0,m, l 0,4m, l1 1 01 0 Otrzymujemy: C D + B + l l B l l l S l 1 0 0,05 0, 0, 18 0,4 1 01 0, Obliczamy pierwiastki rówaia (0): + 0, 15 ( 0,) 0,6818 + 0,11 0, 15 0,11 1,00066 1,4648w,001w + 0,5647 0 (0) 0,8619967 ; 0, 9847 w 1 0,6616 ; w 1, 0000 a astępie dwie wartści kąta: ϕ (1) 68, 517, ϕ ( ) 0

Przykład aalizy mechaizmu dźwigiweg 11 Na pdstawie rysuku 9 przyjmujemy rzwiązaie ϕ () 1, atmiast rzwiązaie ϕ ( ) drzucamy. Z pierwszeg z rówań (1) wyzaczamy kąt ϕ s + l csϕ l0 0, 18 + 0,11 cs 68,517 0,4 cs ϕ 0,948746 l 0, 15 ϕ 41, 576 1 W celu wyzaczeia prędkści kątwych człów i różiczkujemy pierwsze z rówań (1) trzymując: v ω siϕ l ω siϕ 0 (1) l 1 gdzie: ω & ϕ ω & ϕ W celu wyzaczeia prędkści kątwej ω kątϕ bracamy układ współrzędych Rówaie (1) przyjmuje pstać: v cs ϕ lω si( ϕ ϕ ) l1ω si( ϕ ϕ ) 0 stąd: ϕ ω () v cs 1 cs 68,517 1,445s l1 si( ϕ ϕ ) 0, 15 si 7,059 algiczie bracając układ współrzędych kąt ϕ mamy: v cs ϕ lω si( ϕ ϕ ) l1ω si( ϕ ϕ ) 0 stąd: ϕ ω () v cs 1 cs 41,576 1 4,479s l1 si( ϕ ϕ ) 0,11 si( 7,059 ) W celu wyzaczeia przyspieszeń kątwych różiczkujemy rówaie (1) zgdie z tematemv & 0 a l ε siϕ lω cs ϕ l1ε siϕ l1ω cs ϕ 0 Przyspieszeie kątwe ε trzymamy bracając układ współrzędych kąt ϕ : l ε si( ϕ ϕ ) lω cs( ϕ ϕ ) l1ε si( ϕ ϕ ) l1ω cs( ϕ ϕ ) 0 stąd lω + l1ω cs( ϕ ϕ ) ε l1 si( ϕ ) 0,11 4,479 + 0, 15,445 cs 7,059 8, 71s 0, 15 si 7,059 (4) ϕ (5)

Przykład aalizy mechaizmu dźwigiweg 1 Przyspieszeie kątwe ε trzymamy bracając układ współrzędych kąt ϕ l ε si( ϕ ϕ ) lω cs( ϕ ϕ ) l1ε si( ϕ ϕ ) l1ω cs( ϕ ϕ ) 0 stąd: (6) lω cs( ϕ ϕ ) + l ε l si( ϕ ϕ ) 0,11 4,479 cs( 7,059 ) + 0, 15,445 0,11 si( 7,059 ) 1 ω 5,05s W celu wyzaczeia parametrów kiematyczych dwleg puktu mechaizmu, tz. jeg tru, prędkści i przyspieszeia ależy apisać rówaie jeg wektra prmieia wdząceg. Przykładw, aby wyzaczyć parametry ruchu dla puktu E, zajdujemy jeg prmień r E a pdstawie rysuku 9. Następie wyzaczamy jeg współrzęde: r s + l + l + l + l (7) E 1 1 r Ex s + l csϕ + ( l1 + l ) csϕ rey l1 + l siϕ + ( l1 + l ) siϕ (8) Zależść (8) jest parametryczym rówaiem tru puktu E Różiczkując (8) trzymujemy współrzęde wektra prędkści: dr Ex dr Ex v Ex dt ; v Ex dt (9) stąd ( v ) + ( v ) stąd v (0) E Ex Ey Różiczkując pwtórie (9) trzymujemy współrzęde wektra przyspieszeia rex d a Ex ; dt E rey d a Ex (1) dt ( a ) + ( a ) a () Ex Ey.. Wykresy kiematycze 1.. 1. Wykresy kiematycze w prgramie SM. Wykrzystując zbudway w prgramie SM mdel mechaizmu wyzaczamy wykresy kiematycze pszukiwaych parametrów kiematyczych w fukcji czasu t lub w fukcji przemieszczeia liiweg jeg człu apędzająceg s

Przykład aalizy mechaizmu dźwigiweg 1 W rzważaym mechaizmie są t przebiegi: ϕ ϕ, ω ω t, ε ε t, ϕ ϕ t, ω ω t, ε t lub () () () () () () t ε ( ), ω ω ( s ), ε ε ( s ), ϕ ϕ ( s ), ω ω ( ( ) ϕ s ) ϕ s ε s ε. raz Przebiegi w fukcji czasu raz przemieszczeia mają w tym wypadku taki sam charakter, ze względu a stałą prędkść liiwą człu apędzająceg. Ddatkw wyzaczamy p. prędkść i przyspieszeie całkwite puktu E tz. ve,ae lub v E ( s ),ae ( s ). Wykresy kiematycze aalizwaeg mechaizmu przedstawi a rysukach: 10, 11, 1, 1, 14. v ϕ ϕ [ ] ϕ ( 0,08) 18, ϕ 44 ϕ ( 0,08) 111, ϕ 550 t[ s ] Rys. 10. Wykresy (), ϕ t ϕ z prgramu SM

Przykład aalizy mechaizmu dźwigiweg 14 ω ω [ s 1 ] ( 0,08) 4, 477 ω ω ω ω ( 0,08), 444 t[ s ] Rys. 11. Wykresy (), ω t ω z prgramu SM ε ε [ s ] ε (0,08 ) 8, 79 ε (t ) ε (t ) ε(0,08 ) 5,0 t[ s ] Rys. 1. Wykresy (), ε t ε z prgramu SM

Przykład aalizy mechaizmu dźwigiweg 15 v v C E [ m s 1 ] v E ( 0,08) 0, 611 v E v C ( 0,08) 0, 67 v C t[ s ] () () Rys. 1. Wykresy v C t, ve t z prgramu SM a a C E (t ) [ m s ] a E ( 0,08) 7, 6 a E ( 0,08) 4, 40 a C a C t[ s ] () () Rys. 14. Wykresy a C t, ae t z prgramu SM

Przykład aalizy mechaizmu dźwigiweg 16... Wykresy kiematycze trzymae a pdstawie bliczeń aalityczych. Na pdstawie trzymaych związków aalityczych mża sprządzić wykresy kiematycze dla tych samych parametrów kiematyczych wykrzystując takie prgramy kmputerwe jak: MTHCD, MTLB, EXCEL i ie. Wyzaczeie tych charakterystyk ie jest bwiązkwe..4 Prówaie wyików aalizy kiematyczej dla zadaeg płżeia mechaizmu. Wyiki aalizy kiematyczej mechaizmu dla płżeia człu apędzająceg s ( t1 0,08) 0, 18m zestawi w tabeli. Tabela. Prówaie wyików aalizy kiematyczej. Lp. Parametr SM Metda Grafaalitycza Metda alitycza 1 ϕ [ ] -111,550 º +180 º 68,518 º 68,517º ϕ -18,44º+60º 41,580º 41,576º ω 4,480 4,480 4,479 4 ω -,45,445 -,445 5 ε -5,0 5,05-5,05 6 ε 8,79 8,740 8,71 7 v C 0,67 0,67-8 v E 0,611 0,611-9 v S - 0,584-10 v S - 0,1-11 a C 4,40 4,40-1 a E 7,6 7,9-1 a S -,0-14 a S - 1,466 - Prówaie bliczeń wyików w tabeli wskazuje a ich zgdść c zacza, że ie ppełi błędów bliczeiwych. Duża dkładść bliczeń metdy grafaalityczej wyika z zastswaia d wykywaia rysuków prgramu ut- CD. Różice wartści kątów ϕ i ϕ trzymaych w prgramie SM i w bliczeiach aalityczych raz a rysukach wyikają ze spsbu ich mierzeia w prgramie SM. O pprawści bliczeń świadczy pdaych w tabeli. jedak wyik sum ktrlych

Przykład aalizy mechaizmu dźwigiweg 17. aliza kietstatycza mechaizmu. 1 Obliczeie mas i mmetów bezwładści człów Zgdie z wymagaiami zadaia wszystkie czły mechaizmu traktujemy jak maswe. Uwzględimy wpływ sił ciężkści a bciążeie mechaizmu. Zakładamy, że czły i wykae są ze stali i mają kształt płaskwików przekrju prstkątym z gdie z rysukiem 15. Rys. 15. Schemat kstrukcyjy człów i. D bliczeń przyjmujemy: masa właściwa stali a 0mm,b 40mm,l lcd 1 mm, l l1 + l ldf 400 mm ρ 7,8 10 g / mm Obliczamy masy człów: m ρ V ρ lab 7,8 10 1 0 40 1984 g kg, m ρ V ρ lab 7,8 10 400 0 40 744 g 7, kg Przyjmiemy masę człu 1, m 1 kg. Pieważ czł 1 wykuje ruch pstępwy jedstajy, zgdie z warukami zadaia, zatem zarów siła bezwładści teg człu B1 mas1 0, jak rówież mmet sił bezwładści MB 1 JS1 ε 1 0. Mmet bezwładści człu przedstawieg a rysuku 15 względem śrdka masy bliczamy ze wzru: b + l J S m () 1 jeśli l b t stsujemy wzór przybliży l JS m (4) 1

Przykład aalizy mechaizmu dźwigiweg 18 Obliczamy mmety bezwładści człów względem śrdków mas, które zajdują się w płwie długści człów a pdstawie wzru (4): l 0,1 JS m,0 7,5 10 kgm 1 1 l 0,4 JS m 7, 49, 10 kgm 1 1.. Obliczeie sił ciężkści, sił bezwładści i mmetów d sił bezwładści raz przyjęcie zewętrzych sił i mmetów pru Siły ciężkści człów: G 1 m1g ; G mg ; G mg : G 1 G 19,6 N; G 6,0 N Siły bezwładści człów: B m as ; B mas,016 4,0 N, B m as ; B mas 7, 1,466 5,4 N Obliczamy mmety d sił bezwładści człów M B JSε ; M B JSε 7,5 10 5, 0,04 Nm, M B JSε ; M B JSε 49, 10 8, 7 1,4 Nm Przyjmujemy siłę zewętrzą pru P 10N raz zewętrzy mmet pru M Nm. Pukt przyłżeia siły, jej kieruek raz zwrt siły i zwrt mmetu pru przedstawi a rysuku 16... Wyzaczeie reakcji w parach kiematyczych raz siły rówważącej metdą grafaalityczą Rysujemy mechaizm w pdziałce długści zazaczając a rysuku zwrty przyspieszeń kątwych człów raz zwrty i kieruki przyspieszeń liiwych śrdków mas człów. Obciążamy mechaizm siłami ciężkści, siłami bezwładści i mmetami d sił bezwładści raz ugóliymi siłami zewętrzymi pru jak pkaza a rysuku 16. Rysuki wykrzystywae d aalizy kietstatyczej metdą grafaalityczą wykamy w prgramie utcd. k l

Przykład aalizy mechaizmu dźwigiweg 19 k l Rys. 16. Mechaizm z układem sił zewętrzych bez siły rówważącej aliza sił działających a grupę strukturalą (,). Uwaliamy d więzów grupę strukturalą (,) rzkładając reakcje w przegubach a składwe stycze i rmale dla człów zgdie z rysukiem 17a. Rys. 17. Układ sił zewętrzych i reakcji przyłżych d grupy strukturalej (,)

Przykład aalizy mechaizmu dźwigiweg 0 Zapisujemy wektrwe rówaia rówwagi sił działających a czły i. t Ri ( ) R1 + R1 + G + B + R 0 t Ri ( ) R + P + B + G + + R0 + R0 0 (5) P ddaiu strami rówań (4) trzymujemy waruek rówwagi sił działających a grupę: t t R1 + R1 + G + B + P + B + G + R0 + R0 0 (6) Rówaie (6) zawiera cztery iewiadme, aby więc mża je był rzwiązać krzystając z wielbku wektrweg sił, ależy w pierwszej klejści wyzaczyć t t reakcje stycze R 1 raz R 0 układając waruki rówwagi mmetów wszystkich sił sb dla człu raz dla człu względem puktu C, który ależy d wspólej pary kiematyczej grupy. stąd M ic ( ) 0 ; G h1 B h + MB R1 BC 0 t G h B h M R 1 + B 1 (7) BC t 19,6 0,09 4,0 0,07 0,09 R t 1,8N 0,11 M ic ( ) 0 ; G h B h4 MB + M + P h5 + R0 CD 0 t stąd t Gh + B h4 + MB M P h R 5 0 (8) CD 6, 0, 190 5,4 0, 196 1,4 10 0,58 R t + + 0 5,5 N 0, 150 Rówaie (6) zawiera teraz tylk dwie iewiadme 1 0 R raz R. W celu graficzeg rzwiązaia rówaia (6) przyjmujemy pdziałkę rysukwą sił k G N R ( G ). Otrzymujemy teraz rówaie rówwagi w pstaci ry- mm sukwej t t ( R1 ) + (R1 ) + (G ) + (B ) + (P ) + (B ) + (G ) + (R0 ) + (R0 ) 0 (9)

Przykład aalizy mechaizmu dźwigiweg 1 Rzwiązaie graficze rówaia (9) przedstawi a rysuku 18. kr G ( G ) N mm Rys. 18. Pla sił przyłżych d grupy strukturalej (,) zgdie z rówaiem (9) Na pdstawie rysuku 18 dczytujemy: R R 1 0 (R (R 1 0 )k )k R R 19,98 N 0, N raz R R 1 0 (R (R 1 0 )k )k R R 0,4 N,4 N

Przykład aalizy mechaizmu dźwigiweg Na pdstawie układu rówań (5) zaczamy wektry ( R ) i ( R ) a plaie sił (rys. 18). R R (R )kr 6,0 N aliza sił działających a czł apędzający Czł apędzający uwaliamy d więzów zgdie z rys 19 a. Rówaie rówwagi sił działających a czł apędzający w pstaci rysukwej ma pstać. ( R1 ) + ( G1 ) + ( PR1 ) + ( R01 ) 0 (40) Pdziałka rysukwa k R G 1 ( G ) 1 N mm Graficze rzwiązaie rówaia (40) z uwzględieiem pdziałki kr przedstawia rys. 19. a) b) Rys. 19. aliza sił działających a czł apędzający: a) czł apędzający uwliy d więzów; b) pla sił człu apędzająceg

Przykład aalizy mechaizmu dźwigiweg Z rówaia rówwagi mmetów względem puktu wyzaczamy mmet utwierdzeia Mi 0; R1 h6 M01 0 (41) stąd M 01 R1 h6 M 01 0,4 0,010 0,04 Nm Na pdstawie rysuku 19 bliczamy R 1 01 kr(r01 ) 9,40 N ; PR1 kr(pr ) 4,6 N. 4. Obliczeie siły rówważącej metdą mcy chwilwych. Mechaizm rysujemy w pdziałce i bciążamy wszystkimi bliczymi siłami zewętrzymi, d człu apędzająceg przykładamy siłę rówważącą k l zwrcie zgdym ze zwrtem prędkści liiwej człu. Rysujemy wektry prędkści liiwych wszystkich puktów przyłżeia sił raz zaczamy prędkści kątwe wszystkich człów mechaizmu. Schemat bliczeiwy mechaizmu przedstawia rysuek 0. P R1 Rys. 0. Schemat bliczeiwy mechaizmu metdą mcy chwilwych P R1 + P Rówaie mcy chwilwych dla pwyższeg mechaizmu ma pstać v v E + G v 1 + M ω + G v S + B v S + M B ω + G + B + M 0 (4) v S v S B ω +

Przykład aalizy mechaizmu dźwigiweg 4 P rzpisaiu ilczyów skalarych mamy P R1 v + G v 1 csα + G 1 v S csα + B csα + M + G vs csα4 + B vs csα5 + MB ω + P ve csα6 M ω 0 stąd G1 v csα1 G vs csα B vs csα MB ω P R1 v (4) G vs csα4 B vs csα5 MB ω P ve csα6 + M ω v P pdstawieiu wartści liczbwych trzymamy P R1 19,6 1cs 90 6, 0, 1 cs117, P R 1 4,9 N v 19,6 0,58 cs107, v S B ω + 4,0 0,58 cs66 5,4 0, 1 cs18,4 1,4,44 10 0,61cs15,4 1 0,04 4,48 +,45.5. Wyzaczeie siły rówważącej w prgramie SM Mdel mechaizmu w prgramie SM uzupełiamy arzucając człm 1, i masy raz mmety bezwładści, raz przykładając zadaą siłę zewętrzą i mmet sił zewętrzych (rys.1). Wartść dczytaej z wykresu siły rówważącej (rys. ) dla zadaeg płżeia człu apędzająceg wysi P 4, N. R 1 Rys. 1. Mdel mechaizmu d aalizy kietstatyczej w prgramie SM

Przykład aalizy mechaizmu dźwigiweg 5 P R1 (t ) [ N ] P 1 (0,08) R 4, N t[ s ] Rys.. Charakterystyka siły rówważącej P r1 (t ) z prgramu SM. 6. Prówaie wyików bliczeń siły rówważącej Wyiki bliczeń siły rówważącej dla mechaizmu w zadaym płżeiu zestawi w tabeli. Tabela. Prówaie wyików bliczeń siły rówważącej Metda grafaalitycza P R1 Metda mcy chwilwych P R1 Obliczeia w prgramie SM P 4,6 N 4,9 N 4, N R1 Prówaie wyików wskazuje, że bliczeia zstały wykae pprawie