To tylko jedna z 16 stron tej notatki. Zaloguj się aby zobaczyć ten dokument.
Zobacz
całą notatkę
Teoria maszyn i mechanizmów
Dynamika Mechanizmów. Analiza kinetostatyczna
1
DYNAMIKA MECHANIZMÓW I MASZYN
ANALIZA KINETOSTATYCZNA MECHANIZMÓW BEZ UWZGLĘDNIENIA TARCIA
Cel i zakres analizy dynamicznej mechanizmów
Dynamika jest działem mechaniki zajmującej się badaniem ruchu członów,
mechanizmów i maszyn wywołanego działaniem układu sił. W odróżnieniu od
kinematyki, której celem jest jedynie obserwacja ruchu z geometrycznego
punktu widzenia, dynamika ustala związki przyczynowo skutkowe pomiędzy
układem sił działających na mechanizmy stanowiącymi przyczyny ruchu,
a realizowanym przez te mechanizmy ruchem czyli skutkami działania sił.
Problematyka dynamiki mechanizmów i maszyn
podstawowe zagadnienia nazywane zadaniami mechaniki:
obejmuje
dwa
Pierwsze zadanie dynamiki – Dla zadanych kinematycznych równań
ruchu mechanizmu gdy znane są przemieszczenia, prędkości
i przyspieszenia członów, należy wyznaczyć układ sił działających na
mechanizm, które ten ruch wywołują.
Drugie zadanie dynamiki – Gdy znany jest układ sił działających na
mechanizm i warunki początkowe ruchu czyli prędkość i położenie
początkowe mechanizmu, należy wyznaczyć kinematyczne równania ruchu
czyli przyspieszenia, prędkości i przemieszczenia członów.
Problematyka zawarta w pierwszym zadaniu dynamiki jest przedmiotem
tzw. Analizy Kinetostatycznej Mechanizmów. Natomiast zagadnienia
zawarte w drugim zadaniu dynamiki będą rozpatrywane w rozdziale
dotyczącym równań ruchu maszyny i ich całkowania.
Rodzaje i charakterystyka sił działających na mechanizm
Siłą uogólnioną nazywamy siłę skupioną powodującą przemieszczenie
liniowe bryły lub parę sił powodującą przemieszczenie kątowe bryły.
Przemieszczenia liniowe lub kątowe nazywamy również przemieszczeniami
uogólnionymi.
Opracowali: J. Felis H. Jaworowski
Teoria maszyn i mechanizmów
Dynamika Mechanizmów. Analiza kinetostatyczna
2
Podział sił według kilku wybranych kryteriów:
1. Ze względu na miejsce przyłożenia sił działających na mechanizm dzielimy
je na siły wewnętrzne i zewnętrzne. Przez siły wewnętrzne rozumiemy
wyłącznie siły reakcji występujące w parach kinematycznych mechanizmu.
Wszystkie pozostałe siły nazywamy zewnętrznymi.
Siły wewnętrzne reakcji mają tylko składowe normalne do powierzchni
styku członów, gdy tarcie pomijamy, lub składowe normalne i styczne
w przypadku, gdy tarcie uwzględniamy. Siły zewnętrzne są przyłożone
w dowolnych punktach członów poza obszarem bezpośredniego styku
w parze kinematycznej.
2. Ze względu na moc siły uogólnionej, siły możemy podzielić na siły czynne
czyli napędzające, których moc jest dodatnia ( N 0 ) oraz siły bierne
czyli siły oporu, których moc jest ujemna ( N
(…)
… względnej członów zgodnie z prawem Coulomba,
- siły tarcia wiskotycznego proporcjonalne do prędkości (pierwszej
pochodnej przemieszczenia),
- siły bezwładności proporcjonalne do przyspieszenia (drugiej pochodnej
przemieszczenia),
- siły zależne równocześnie od szeregu parametrów np. czasu,
przemieszczenia prędkości, przyspieszenia itp.
Opracowali: J. Felis H. Jaworowski
Teoria maszyn i mechanizmów
Dynamika Mechanizmów. Analiza kinetostatyczna
a)
Rys. 1a - Siła oporów użytecznych P3 .
Jest to siła bierna oporów sprężania.
c)
Rys. 1c – siły bezwładności członów
B1 , B2 , B3 , oraz moment od sił
bezwładności - MB2 , działający
na człon 2.
b)
Rys. 1b - siły ciężkości G1 , G2 , G3 działające
na poszczególne człony mechanizmu.
d)
Rys. 1d – wszystkie siły zewnętrzne
przyłożone do mechanizmu w tym
również moment…
… kątowych członów,
- obliczenie sił ciężkości,
- obliczenie sił bezwładności oraz momentów od sił bezwładności,
- określenie pozostałych sił zewnętrznych, momentów sił zewnętrznych,
- oswobodzenie od więzów każdego członu,
- zapisanie algebraicznych równań równowagi dla każdego członu
w postaci:
n
n
n
i =1
i =1
i =1
∑ Pi ( j ) x = 0 , ∑ Pi ( j ) y = 0 , ∑ Mi ( j ) = 0
(21)
gdzie j – numer ruchomego członu…
… i mechanizmów
Dynamika Mechanizmów. Analiza kinetostatyczna
8
Siły bezwładności działające na człon w ruchu postępowym
Człon 3 wykonuje ruch postępowy zmienny po prostoliniowej prowadnicy
aS3 ≠ 0 , znana jest masa członu 3.
Siły bezwładności wynoszą:
B3 = −m3 aS 3
M B 3 = −JS 3 ⋅ 0 = 0
(15)
(16)
W przypadku szczególnym, kiedy człon porusza się ruchem postępowym
jednostajnym po prostoliniowej prowadnicy tzn…
... zobacz całą notatkę
Komentarze użytkowników (0)