Материал: Бурлака, Кучеренко, Мазоренко, Тищенко, Основы теории механизмов и машин

Внимание! Если размещение файла нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам

70 Лекция 4

Выбрав масштабный коэффициент плана скоростей, из произвольного полюса p (рис.2.11,в) откладываем

отрезок pa1,2 , изображающий скорость A1,2 , в

направлении угловой скорости 1 и перпендикулярно к

OA.

Как уже отмечалось, в рассматриваемом механизме имеется одна поступательная пара, образованная звеньями 2 и 3. При наличии поступательной пары применим уравнение (2.6), справедливое для совпадающих точек двух звеньев. Для этого на звене 3 (рис.2.11,б) выбираем точку A3 , совпадающую в данный момент времени с

точкой A1,2 (лежащую на одной линии) звеньев 1 и 2.

 

I

 

С

 

 

I I

p,о,b

 

 

1

А

2

 

 

A1,2

 

e

 

 

 

 

 

 

О

1

 

А3

 

1

 

 

a3

 

 

А ,А

 

 

 

2

 

c

 

3

I

A

 

3

 

 

1

2

 

a

f

B

3, 2

 

 

 

3

3

1,2

 

 

 

 

 

d

аAк

 

 

 

 

 

 

 

A

 

 

 

 

 

 

 

 

3

2

а)

б)

в)

Рис. 2.11.

Теперь движение точки A3 , принадлежащей кулисе,

можно рассматривать как сложное, состоящее из двух движений: переносного, с известной скоростью A1,2 и

относительного, со скоростью A3A1,2 , направленной вдоль оси кулисы BC .

 

 

 

Раздел 2. Кинематический анализ механизмов

71

 

 

 

По формуле (2.6):

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

A

 

A

 

A A

,

 

(2.15)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3

1,2

 

 

3

1,2

 

 

 

 

 

где

A

– абсолютная скорость точки A3 .

 

 

 

 

 

3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

С другой стороны, точки

A3

 

и

B

принадлежат

кулисе 3, поэтому для точки A3 можно записать:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

A

 

B

A B ,

 

 

(2.16)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3

 

 

 

 

 

3

 

 

 

 

 

 

 

 

где

B

скорость точки B кулисы 3

(

B 0);

 

 

 

 

А B

скорость

точки

 

А3

 

 

во

 

вращательном

3

 

 

 

относительном

 

движении

 

вокруг точки В,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

направленная перпендикулярно BC .

 

 

 

 

 

 

На плане скоростей (рис.2.11,в) по уравнению (2.15)

через точку "а1,2"

отрезка

 

1,2 ,

изображающего

 

 

 

pa

 

 

A ,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1,2

проводим линию , параллельную

BC ,

вдоль которой

будет направлен вектор

A A .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3

1,2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

С другой стороны, по уравнению (2.16) через точку

"b", совпадающую с полюсом

p ,

так

как

B 0,

проводим

линию

pf ,

перпендикулярную

BC ,

вдоль

которой

 

будет направлен

вектор

 

А B .

Точка

 

"а3"

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3

 

 

 

 

 

пересечения этих линий представляет собой конец

направленных отрезков

pa3

 

 

и

 

а1,2а3 , которые в

масштабе изображают скорости

A

3

и

A A .

 

 

 

 

 

 

 

3

1,2

Угловую скорость звена 3 находим из формулы:

 

A

3

 

(pa

3

)

 

3

 

 

 

 

 

 

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

lAB

 

 

lAB

 

При этом необходимо учесть, что длина кулисы lBA (рис. 2.11,а) при повороте кривошипа 1 изменяется и для

72

Лекция 4

каждого положения звеньев ее необходимо определять по кинематической схеме механизма.

Угловая скорость 2 звена 2 равняется угловой скорости звена 3, так как эти звенья образуют поступательную пару, т.е. поворачиваются вместе.

Перенеся направление вектора скорости A3 с

плана скоростей в точку A схемы механизма (рис.2.11,а), устанавливаем, что 3 направлено по ходу часовой стрелки.

Зная скорость точки A3 , можно на основании теоремы о подобии определить скорость любой точки, лежащей на кулисе. Так, например, для точки C по теореме о подобии получим:

C

 

(pc)

 

lBC

,

(pc)

lBC

(pa ).

 

 

 

 

A

 

(pa)3

 

lBA

3

 

 

 

lBA

3

 

 

 

 

 

 

 

Так как точка C на схеме механизма лежит на кулисе за точкой A, то и на плане скоростей эта точка будет лежать на линии pf за точкой "а3".

Переходим к определению ускорений характерных точек механизма.

Ускорение точки A1,2 равно:

а

A

 

an

2

l ,

 

1,2

A

1

OA

 

 

1,2

 

 

так как угловая скорость ведущего звена 1 принята постоянной. Ускорение аA1,2 направлено от точки A к

точке О (рис. 2.12,а).

Раздел 2. Кинематический анализ механизмов

73

Выбрав масштабный коэффициент плана ускоренийa , откладываем из произвольного полюса параллельно

OA отрезок a1,2 , изображающий aА1,2 (рис.2.12,б).

Учитывая, что точки A1,2 и A3 принадлежат различным звеньям поступательной пары, ускорение точки A3 находим по формуле (2.7):

a

A

 

 

a

A

 

a

Aк

A

 

a

AотнA ,

(2.17)

 

 

3

 

 

 

1,2

 

 

 

 

3

1,2

 

3

1,2

 

как ускорение точки, совершающей сложное движение.

С другой стороны, если рассматривать абсолютное

движение точки A3

 

как вращение вместе с кулисой 3

вокруг неподвижной

 

точки

B,

то

её ускорение

в этом

случае равно:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

а

A

 

 

a

B

a

An B

a

A

B .

 

(2.18)

3

 

 

 

 

 

 

 

3

 

 

 

3

 

 

 

 

 

В уравнении (2.17)

a

Aк

 

A

– кориолисово ускорение,

 

 

 

 

 

 

 

3

1,2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

модуль которого равен:

akA3A1,2 2 3 A3A1,2 ,

а направление находим поворотом вектора A3A1,2 на 90 в

сторону 3, как показано пунктирными линиями на плане скоростей (рис.2.11,в).

Относительное ускорение aотн направлено по оси

A3A1,2

кулисы BA, величина и сторона, в которую направлено это ускорение, неизвестны.

В уравнении (2.18) ускорение aB равно нулю, так как точка B неподвижна.

74

 

 

 

 

 

 

Лекция 4

 

 

 

 

 

 

Нормальное ускорение

aAn B

направлено от точки

A

 

B

 

 

 

 

3

 

 

 

 

 

к точке

(рис. 2.12,а) и по величине равно:

 

 

 

 

 

 

 

 

an

2 l

BA

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

A B

3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3

 

 

 

 

 

 

 

Тангенциальное

ускорение

 

aA

B

направлено

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3

 

 

 

перпендикулярно AB (перпендикулярно нормальному

ускорению

aAn

B ),

величина и направление вектора этого

 

 

 

3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ускорения неизвестны.

 

 

 

 

 

 

 

 

A B

 

 

 

С

 

 

 

 

 

,о,b

 

 

3

 

А

 

2

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

а

 

 

 

 

s

 

 

 

 

А1,2

 

 

 

 

 

 

h

 

 

О

 

 

 

 

a1,2

 

 

 

 

 

 

аn

 

а

к

 

 

 

a3

nА3B

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

A В

 

A3A1,2

 

 

c

 

 

 

 

3, 2

 

 

3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3

 

 

 

 

кА3А1,2

 

А3B

 

 

B

 

 

 

 

 

r

 

t

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3

 

 

 

 

 

 

А А

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3

1,2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

g

б)

а)

Рис. 2.12.

 

Выполнив все необходимые

вычисления, по

уравнению (2.17) откладываем от точки "a1,2" (рис. 2.12,б)

направленный отрезок

к

А А

,

 

который с учетом

 

 

3

1,2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

масштабного коэффициента изображает ускорение

a

Aк

A

:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3

1,2

кА А

 

а

Ак

А

 

а .

 

 

3

1,2

 

 

3

1,2

 

 

 

 

 

 

 

Через конец отрезка

 

к

А А

 

проводим линию

 

gh ,

 

 

 

 

3

1,2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

параллельную оси кулисы

 

AB,

вдоль этой линии будет

направлено относительное ускорение

a

AотнA .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3

1,2

 

 

 

 

Источник: https://studfile.net/preview/16461242/