Раздел 2. Кинематический анализ механизмов |
65 |
Решаем векторные уравнения (2.10) и (2.11) |
|
графически. |
|
Согласно первому уравнению к скорости точки |
A, |
т.е. через точку "a" плана скоростей (рис.2.9,б), проводим перпендикулярно AB линию mn , вдоль которой будет направлен вектор скорости BA.
Согласно второму уравнению через точку b0 ,
совпадающую с полюсом p плана скоростей, так как
B0 0, проводим линию b0l , параллельно направляющей
BO , вдоль которой будет направлена скорость BB0 . Точка
"b" пересечений линий mn и b0l определяет конец вектора скорости B точки B.
Исходя из теоремы подобия, находим на плане скоростей точку s2 , соответствующую центру тяжести звена 2. Соединив полюс p с точкой s2 , получим отрезок
ps2 , определяющий скорость центра тяжести звена 2.
Умножив измеренные отрезки pb и ab на
масштабный коэффициент |
, |
получим значения |
|||
соответствующих скоростей: |
|
|
|
||
|
|
|
|||
|
B |
pb ; |
|
BA |
ab . |
|
|
|
|
||
Для определения направления угловой скорости звена 2 переносим вектор ab, изображающий скоростьBA на плане скоростей, в точку B механизма (рис.2.9,а).
В направлении вектора BA точка B вращается относительно точка A, следовательно, угловая скорость2 направлена против хода часовой стрелки.
66 |
Лекция 4 |
Величина угловой скорости 2 определяется из выражения:
2 BA
lAB .
Переходим к определению ускорений точек и угловых ускорений звеньев механизма.
Определяем ускорение точки A. Так как звено OA вращается равномерно, то точка A имеет только нормальное ускорение, направленное по звену OA от точки A к центру вращения O (рис. 2.10,а). Величина этого ускорения равна:
aA aAn 12 lOA.
Из точки (рис.2.10,б), принятой за полюс плана ускорений, откладываем параллельно звену OA в
направлении от точки A к точке O отрезок a , соответствующий ускорению aA. Тогда масштабный коэффициент плана ускорений a будет равен:
a aA
( a).
Так как точки B и A принадлежат одному звену
AB, то:
|
|
|
|
|
a |
B |
a |
A |
a |
BA |
a |
A |
a |
BAn |
|
a |
BA , |
(2.12) |
|||||||
где |
a |
A – абсолютное ускорение точки A; |
|
|
|
|
|||||||||||||||||||
a |
BA – полное |
относительное |
ускорение |
точки |
B во |
||||||||||||||||||||
|
|
|
|
вращении её вместе со звеном 2 |
вокруг точки A; |
||||||||||||||||||||
a |
BAn – нормальное ускорение точки |
|
|
B при вращении её |
|||||||||||||||||||||
|
|
|
|
вместе |
со |
звеном |
2 |
|
|
вокруг |
точки |
A, |
|||||||||||||
|
|
|
|
направленное вдоль звена AB от точки B к |
|||||||||||||||||||||
|
|
|
|
точке A и по величине равно: |
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||
|
|
|
|
|
an |
2 |
l |
AB |
|
2 |
l |
AB |
; |
|
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
BA |
2 |
|
|
|
|
AB |
|
|
|
|
|
|
|||||||
Раздел 2. Кинематический анализ механизмов |
67 |
aBA – тангенциальное ускорение точки B при её вращении вместе со звеном 2 вокруг точки A; величина этого ускорения неизвестна, известна только линия его действия, перпендикулярная к
AB.
Ползун 3, которому принадлежит точка B, совершает поступательное движение относительно стойки в направлении BO . Следовательно, уравнение (2.7), связывающее ускорения двух точек, принадлежащих разным звеньям, для данного случая имеет вид:
|
|
|
|
a |
|
a |
B |
|
a |
к |
|
a |
отн, |
|
(2.13) |
|
|
|
|
|
B |
|
|
|
|
BB |
|
|
BB |
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
0 |
|
0 |
|
|
0 |
|
|
||
где |
a |
B |
– ускорение |
точки |
|
B0 , |
принадлежащей |
стойке, |
||||||||
|
0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
aB |
0; |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
a |
к |
– кориолисово |
ускорение |
точки |
B |
при её |
||||||||||
BB |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
движении относительно точки B , |
aк |
0, так |
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0 |
BB |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0 |
|
|
|
|
как |
3 0 0; |
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
a |
отн |
– ускорение точки B в поступательном движении |
||||||||||||||
|
BB |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0 |
вместе с ползуном 3 относительно стойки, |
||||||||||||||
|
|
|
||||||||||||||
|
|
|
направленное |
в |
|
направлении BO , величина |
||||||||||
|
|
|
этого ускорения неизвестна. |
|
|
|||||||||||
В связи с тем, что aBBк 0 0, уравнение (2.13)
принимает вид:
a |
|
a |
B |
|
a |
отн. |
(2.14) |
B |
|
|
|
|
BB |
|
|
|
|
|
0 |
|
|
0 |
|
Решаем векторные уравнения (2.12) и (2.14) графически.
Согласно первому уравнению к ускорению точки A, т.е. из точки "a" плана ускорений (рис.2.10,б),
68 |
|
|
|
|
Лекция 4 |
|
|
|
|
|||
параллельно AB в направлении от точки B к A |
||||||||||||
откладываем отрезок nBA , изображающий в масштабе |
||||||||||||
нормальное |
ускорение |
|
an . |
Через конец |
вектора |
n |
||||||
|
|
|
|
|
|
BA |
|
|
|
|
|
BA |
перпендикулярно к звену AB проводим линию |
ph , |
вдоль |
||||||||||
которой будет направлено тангенциальное ускорение |
|
aBA . |
||||||||||
|
Рассмотрим |
|
второе |
|
уравнение. |
b0 |
Поскольку |
|||||
ускорение |
aB |
равно |
|
нулю, |
то точка |
на |
плане |
|||||
|
|
0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ускорений совпадает с полюсом . Далее, из точки b0 |
||||||||||||
параллельно |
линии |
BO |
проводим линию d , |
вдоль |
||||||||
которой будет направлено ускорения aBB . |
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
h |
|
,o,b0 |
||
|
A |
2 |
|
|
|
|
|
b |
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
1 |
aА |
S2 |
|
a |
|
|
|
BA |
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
BA |
|
|
|
|
|
||
О |
1 |
aBAn |
B |
|
|
p |
s2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
3 |
nBA |
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
a |
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
а) |
|
б) |
|
|
Рис. 2.10. |
Точка |
"b" |
пересечений линий ph и d |
определяет конец отрезка b, соответствующего абсолютному ускорению точки B.
Точка "b" на плане ускорений определяет так же отрезки BA и ab, изображающие тангенциальное aBA и
полное aBA относительные ускорения.
Зная положение S2 центра тяжести звена 2,
находим по правилу подобия соответствующую точку s2
Раздел 2. Кинематический анализ механизмов |
69 |
|||||||
на плане ускорений. Отрезок |
|
|
определяет величину и |
|||||
s2 |
||||||||
направление ускорения центра тяжести звена 2. |
|
|||||||
Для определения направления углового ускорения |
||||||||
2 звена 2 |
перенесем вектор |
|
BA, |
изображающий |
||||
тангенциальное |
a |
BA ускорение, |
в точку |
B (рис.2.9,а). |
||||
Видно, что угловое ускорение 2 направлено против хода часовой стрелки.
Величина углового ускорения 2 определяется из формулы:
2 aBA BA a . lAB lAB
2.7. Кинематический анализ группы Ассура II
класса 3 вида
Рассмотрим определение скоростей и ускорений точек звеньев, угловых скоростей и ускорений звеньев группы Ассура II класса 3 вида на примере кулисного механизма, изображенного на рис. 2.11,а.
Кулисный механизм содержит начальное звено 1 и группу Ассура II класса 3 вида (звенья 2,3). Внутренней парой этой группы является поступательная кинематическая пара и, кроме того, звено 3 (кулиса) совершает вращательное движение.
Вначале определяется скорость точки A вращательной кинематической пары, образованной звеньями 1 и 2 (рис. 2.11,б). Обозначают эту точку как A1,2.
Зная угловую скорость 1 звена 1, находим:
A1,2 1 lOA.