Teoria Maszyn i Mechanizmów-projekt1b, Studia PWr W-10 MBM, Semestr IV, Teoria Mechanizmów i Manipulatorów, Różne, Różne


0x08 graphic

Teoria Maszyn i Mechanizmów

Analiza Mechanizmu:

0x01 graphic

  1. Synteza strukturalna i geometryczna mechanizmu

    1. 0x08 graphic
      Na postawie symbolicznego zapisu struktury i parametrów łańcucha kinematycznego budujemy jego schemat ideowy:

Dodatkowo przyjmuję wymiary mojego mechanizmu:

|AB|=1[m]

|BC|=0,7[m]

|OC|=1,9559 [m]

|BD|=0,4 [m]

dodatkowo dla danego położenia początkowego przyjmuję następujące dane:

|0A|=0,6[m]

φ2=30°

Człon napędzający posiada następującą prędkość i przyspieszenie

0x08 graphic

    1. Ruchliwość i klasy mechanizmu:

a)ruchliwość

0x01 graphic

w- ruchliwość mechanizmu

n- liczba członów mechanizmu

i- klasa par występujących w łańcuchu kinematycznym

p4- para kinematyczna klasy czwartej

p5- para kinematyczna klasy piątej

Wyznaczenie ruchliwości analizowanego mechanizmu

n= 3

p4=0

p5=4

0x01 graphic

Ruchliwość mechanizmu w=1

b)klasy mechanizmu:

Po odłączeniu członu napędzającego 1 pozostałe człony 2 i 3 tworzą grupę strukturalną.

0x01 graphic

Grupa strukturalna analizowanego mechanizmu jest klasy II

  1. Analiza kinematyczna mechanizmu.

    1. Analiza kinematyczna mechanizmu metoda grafoanalityczna.

Analiza kinematyczna wykonana jest dla jednego wybranego położenia mechanizmu.

0x01 graphic

      1. Grafoanalityczna analiza prędkości mechanizmu.

Wyznaczanie prędkości VA .

Zgodnie z przyjętą prędkością członu napędzającego, prędkość VA=10x01 graphic

Wyznaczanie prędkości VB

W tym celu skorzystam własności dodawania trójkątów. Jak widać na rysunku, wektor prędkości 0x01 graphic
jest równoległy do odcinka |OA|, wektor prędkości 0x01 graphic
jest prostopadły do odcinka |BC|, oraz wektor prędkości 0x01 graphic
jest prostopadły do odcinka |AB|. Możemy więc zapisać równanie opisujące daną zależność na podstawie rysunku.

0x01 graphic

Wyznaczanie prędkości punktu VD

0x01 graphic

Wektor prędkości 0x01 graphic
jest prostopadły |DB|

Wyznaczanie prędkości środka masy

0x01 graphic

Przyjęcie podziałki rysunkowej dla planu prędkości:

0x01 graphic

Następnie rysuję znane wektory, dzięki czemu mogę swobodnie odczytać wartości prędkości na podstawie przecięć prostych(wektorów, przy których znany jest jedynie kierunek). Długości poszczególnych odcinków oznaczają odpowiednie wartości prędkości.

Plan prędkości (w programie AutoCAD)

0x01 graphic

Z planu prędkości odczytano następujące wartości:

0x01 graphic

Wyznaczenie prędkości kątowej członu drugiego:

0x01 graphic

Wyznaczenie prędkości kątowej członu trzeciego:

0x01 graphic

      1. Grafoanalityczna analiza przyśpieszeń mechanizmu.

Przyspieszenie punktu A

Przyspieszenie członu napędzającego, podobnie jak i jego prędkość zostało z góry narzucone i wynosi:

0x01 graphic

Równania przyśpieszeń mechanizmu dla poszczególnych punktów:

0x01 graphic

0x01 graphic

Wyznaczenie przyspieszenia pkt.D

0x01 graphic

Wyznaczenie przyspieszenia pkt. środka masy S2

0x01 graphic

Przyjęcie podziałki rysunkowej dla planu przyśpieszeń:

0x01 graphic

Plan przyśpieszeń

0x08 graphic
0x01 graphic

Na podstawie rysunku, analogicznie do wykresu prędkości odczytuję następujące przyspieszenia:

0x01 graphic

Wyznaczenie przyspieszenia kątowego członu drugiego:

0x01 graphic

Wyznaczenie przyspieszenia kątowego członu trzeciego:

0x01 graphic

    1. Analiza kinematyczna mechanizmu metodą analityczną

0x01 graphic

Dane:

- φx(t)=0

- φ0(t)=180

- l0(t)= 1,956 [m]

- l2(t)=1[m]

- l3(t)=0,7[m]

Dodatkowo zakładam położenie początkowe:

0x01 graphic

Mechanizm opisujemy wielobokiem wektorowym:

0x01 graphic

Po zrzutowaniu na osie układu mamy:

0x01 graphic

Uwzględniając fakt, iż:

0x01 graphic

Otrzymujemy:

0x01 graphic

Wprowadzając oznaczenia takie jak:

0x01 graphic

Otrzymujemy:

0x01 graphic

Porównując obydwie strony równania mamy:

0x01 graphic

Obliczając ostatecznie współczynniki mamy:

A=-1,356

C=-0,8661

Otrzymujemy

0x01 graphic
= -30°

0x01 graphic
= 45,585°

Analityczne wyznaczanie prędkości mechanizmu.

Stosując podstawowe wiadomości z fizyki, w celu obliczenia prędkości różniczkujemy drogę po czasie.

Zarówno jak i równania drogi, tak i dla prędkości zapisujemy równania dla obydwu osi:

0x01 graphic

Pamiętając że:

0x01 graphic

W celu wyznaczenia prędkości 0x01 graphic
obracamy układ współrzędnych o kąt φ3 :

0x01 graphic

Analogicznie w celu obliczenia 0x01 graphic
przesuwamy układ współrzędnych kąt φ2 :

0x01 graphic

Analityczne wyznaczanie przyspieszeń mechanizmu.

Przyspieszenie jest pochodną prędkości po czasie, znając tą zależność możemy wyliczyć przyspieszenia:

0x01 graphic

Postępując tak samo, czyli obracając układ kąt 0x01 graphic
mamy:

0x01 graphic

Czyli:

0x01 graphic

Stosując tą samą metodę wyliczamy 0x01 graphic
:

0x01 graphic

    1. Wykresy analityczne w programie SAM.

Ogólny schemat w programie SAM

0x01 graphic

Powyższy schemat u uwzględnieniem toru poszczególnych punktów

0x01 graphic

Wyniki prędkości przyspieszeń w programie SAM

0x01 graphic

Porównanie otrzymanych wyników z poszczególnych metod, jako sprawdzenie poprawności obliczeń:

zmienna

metoda grafoanalityczna

metoda analityczna

SAM

Prędkości

VA

1

1

1

VB

0,894

-

0,894

VBA

0,723

-

-

VD

0,6184

-

0,619

VDA

0,289

-

-

VS2

0,877

-

0,877

ω2

0,723

0,723

0,723

ω3

1,277

-1,277

-1,277

Przyspieszenia

aA

0

0

0

aB

1,414

-

1,414

aBt

0,834

-

-

aBN

1,142

-

-

0x01 graphic

1,314

-

-

0x01 graphic

0,523

-

-

aD

1,523

-

1,522

aS2

0,707

-

0,707

ε2

1,314

-1,313

-1,314

ε3

1,19

1,19

1,19

3.0 Analiza kinetostatyczna mechanizmu.

Schemat:

0x01 graphic

Zgodnie z założeniami projektu, człon 2 mechanizmu traktujemy jako masowy. Uwzględnimy wpływ siły ciężkości na obciążenie mechanizmu.

Obliczenie momentów bezwładności:

  1. założenia projektu:

przyjmuję następujące wartości siły i momentu:

P2=20N

0x01 graphic

M3=10m

m2= 1 kg

Obliczam moment bezwładności na podstawie wzoru:

0x01 graphic

Wstawiając dane:

0x01 graphic

  1. wyznaczenie sił bezwładności B oraz siły przyciągania G:

0x01 graphic

0x08 graphic

c) uwolnienie układu od więzów:

0x01 graphic

d) obliczenia sił

Ogólne równanie sił:

0x01 graphic

Równanie momentów dla członu trzeciego względem pnkt B

0x01 graphic

Równanie momentów dla członu drugiego względem pnkt B

0x01 graphic

0x01 graphic

Podobnie jak to miało miejsce w przypadku metody grafoanalitycznej, teraz również posłużę się programem AutoCAD do wyznaczenia poszczególnych sił.

0x01 graphic

0x01 graphic

0x01 graphic

Następnie wyznaczam siły równoważącej działającej na człon napędzający:

0x08 graphic
0x08 graphic

Z planu sił odczytano:

0x01 graphic
0x01 graphic

Metoda mocy chwilowej.

0x08 graphic

0x01 graphic

0x01 graphic

Siła równoważąca:

0x08 graphic

    1. Podsumowanie analizy kinetostatycznej.

    2. Rodzaj metody

      Metoda wykreślna

      Metoda mocy chwilowych

      Analiza kinetostatyczna w SAM-ie

      PR1

      4,07

      4,08

      4,078

      0x01 graphic

      πa

      0x01 graphic

      0x01 graphic

      PLAN SIŁ DLA CZŁONU NAPĘDZAJĄCEGO

      0x01 graphic

      0x01 graphic

      0x01 graphic



      Wyszukiwarka

      Podobne podstrony:
      cw26(teoria), Studia PWr W-10 MBM, Semestr II, Fizyka, Fizyka - laborki, Fizyka - laborki, Fizyka La
      karta T, Studia PWr W-10 MBM, Semestr VI, Obróbka Ubytkowa, OU projekt, obróbka ubytkowa projekt
      cw31(teoria), Studia PWr W-10 MBM, Semestr II, Fizyka, Fizyka - laborki, Fizyka - laborki, Fizyka La
      cw21(teoria), Studia PWr W-10 MBM, Semestr II, Fizyka, Fizyka - laborki, Fizyka - laborki, Fizyka La
      Karta I 2, Studia PWr W-10 MBM, Semestr VI, Obróbka Ubytkowa, OU projekt, obróbka ubytkowa projekt,
      ktech-str1 - Kopia, Studia PWr W-10 MBM, Semestr VI, Obróbka Ubytkowa, OU projekt, obróbka ubytkowa
      Karta I 4, Studia PWr W-10 MBM, Semestr VI, Obróbka Ubytkowa, OU projekt, obróbka ubytkowa projekt,
      cw43(teoria), Studia PWr W-10 MBM, Semestr II, Fizyka, Fizyka - laborki, Fizyka - laborki, Fizyka La
      Karta I 8, Studia PWr W-10 MBM, Semestr VI, Obróbka Ubytkowa, OU projekt, obróbka ubytkowa projekt,
      Karta I 5, Studia PWr W-10 MBM, Semestr VI, Obróbka Ubytkowa, OU projekt, obróbka ubytkowa projekt,
      ktech-str1, Studia PWr W-10 MBM, Semestr VI, Obróbka Ubytkowa, OU projekt, obróbka ubytkowa projekt,
      cwiercfalowka-teoria, Studia PWr W-10 MBM, Semestr II, Fizyka, Fizyka - laborki, Fizyka - laborki, F
      Karta I, Studia PWr W-10 MBM, Semestr VI, Obróbka Ubytkowa, OU projekt, obróbka ubytkowa projekt
      wahadlo matematyczne- teoria, Studia PWr W-10 MBM, Semestr II, Fizyka, Fizyka - laborki, Fizyka - la

      więcej podobnych podstron