Файл: Кожевников С.Н. Теория механизмов и машин учеб. пособие для студентов вузов.pdf

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 09.04.2024

Просмотров: 374

Скачиваний: 3

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

в направлении от В кА отрезок а'Ь' = —~. Наконец, через точку

Ь" проводим направление а'ВА тангенциального ускорения при дви­ жении точки В относительно точки А, перпендикулярное AB. Вектор ускорения точки В имеет начало в полюсе ра, а конец на перпендикуляре к AB, проведенном через точку Ь". Далее, вы-

ап

числив предварительно отрезок с' b'" ВСг—, пропорциональный

нормальному ускорению при движении точки В относительно точки С, производим построение геометрической суммы по урав­ нению (4.16). Для этого от изображающей точки с' откладываем отрезок с'Ь'" в направлении, параллельном ВС, а через точку Ъ'" проводим направление а'вс, перпендикулярное ВС. Пересечение последнего с перпендикуляром к AB, проведенным через точку Ь",

определяет конец Ь' вектора ускорения точки В.

Соединив точки а' с Ь' не' с Ь', находим ускорения аВА —kad b' и

â вс =

kac'b'.

 

 

 

Для определения ускорений точек D и £ звеньев группы вос­

пользуемся

теоремой

о картине относительных ускорений. На от­

резке

а'Ь'

строим

треугольник,

подобный треугольнику

ABD,

так, чтобы

направление обхода

точек на фигурах a'b'd' и

ABD

было одинаково. Соединив точку d'с полюсом ра, получим вектор ускорения точки D. Аналогично произведем построение изобра­ жающей точки е'.

После построения плана ускорений легко определяется уско­

рение

точки В

 

 

 

 

ав=Кр~7Ь'

(4.17)

и угловые ускорения звеньев двухповодковой группы

 

 

 

КѴП?

(4.18)

 

'AB

k i A B

 

 

 

 

 

Kb'

 

 

 

l C B

kiCB

^

^

Направление углового ускорения ex или e2 может быть опре­

делено

путем переноса вектора

тангенциального

ускорения

в

точку В, направление стрелки которого укажет, совпадает ли et или е2 с направлением часовой стрелки или направлено в противо­ положную сторону. На рис. 4.18 ех направлено по часовой стрелке, а е2 — против часовой стрелки.

Двухповодковая группа с внутренней поступательной парой,

В этой группе по заданным законам движения звеньев q и s (рис. 4.19) можно найти ускорение точки В2; после этого возможно определе­ ние ускорений других точек.

101


 

Для точки В2

направляю­

План скоростейщей

2

можно

составить два

 

а уравнения, чего нельзя сде­

 

лать для любой другой точки.

 

Действительно, движение зве­

 

на

2

можно

рассматривать,

 

с одной стороны, как сумму

 

переносного движения

вместе

 

с ползушкой / и поступа­

 

тельного

движения

относи­

 

тельно

последней. В соответ­

 

ствии с этим на основании

 

задачи2 (§4.8) можно записать

Рис. 4.19. План ускорений диады с внут­

ав=йА

 

+ йѢА

+ й1вА\

(4.20)

здесь

а~А задано,

ибо закон

ренней поступательной парой

 

движения

звена q

предпола­

 

гается

известным;

 

 

йВА — кориолисово ускорение, которое может быть вычислено через

относительную

скорость ѵВА

и угловую скорость ползушки

после построения плана

скоростей,

аВА =

2щѵВА

"ВС

cb • ab

ѴвА=2kl

 

 

Ісв

kiCB '

Отрезки cb и ab берут на плане скоростей в мм. Направление кориолисова ускорения находим поворотом вектора ѴВА на 90° в направлении сох = ©2- Линия действия йВА — параллельна на­ правляющей. С другой стороны, движение точки В можно рассмат­ ривать как сумму поступательного движения направляющей 2 вместе с точкой С и ее вращения вокруг точки С. В этом случае на основании задачи 1 (§ 4.8) можно написать

 

йв = 3о!вс ~\~ 0-вс>

(4.21)

где ас

задано законом движения звена s;

 

äBC

направлено вдоль ВС и может быть вычислено по формуле

ѵвс с6а

авс~~ісТ~

hcE ;

ä'BC направлено перпендикулярно ВС.

Построением геометрических сумм по двум приведенным здесь уравнениям определяется сначала изображающая точка b', а затем и ускорение точки В:

ав —kapab'.

102


Построение плана ускорений приведено на рис. 4.19. Опреде­ ление ускорения других точек производится аналогично предыду­ щему, поэтому здесь не рассматривается. Вследствие соединения звеньев 1 я 2 поступательной парой угловые ускорения их одина­ ковы, т. е.

е1г=>-^-

= °

.

(4.22)

Направление е2 определяется

аналогично

предыдущему.

Двухповодковая группа с внешней поступательной парой. При наличии внешней поступательной пары в группе (рис. 4.20) процесс вычисления-ускорений мало отличается от процесса, примененного при исследовании второго видоизменения группы. Действительно, для точки В центра внутреннего шарнира можно на основании за­ дачи 1 (§ 4.8) написать, рассматривая движение точки В относи­ тельно точки А, первое уравнение

ав=аА + авА + авА,

(4.23)

а на основании задачи 2 (§ 4.8), считая движение звена 2 состоящим

из перемещения

направляющей s

и относительного

скольжения

ползушки вдоль

последней, можно

написать второе

уравнение

 

йв = ас + авс + авс-

(4.24)

В этих

уравнениях

О~А и ас заданы, аВА

и й в с могут быть вьг

числены при известных из плана скоростях, т. е. по формулам

ап ==• »ЪА

 

Лщн скоростей.

 

 

ИВА

1АВ

 

 

авс = 2cos ѵвс = 2as

kv cb.

 

Построение плана ускорений (рис. 4.20) по уравнениям (4.23) и (4.24) ничем не отличается от вы­ полненных ранее построений, по­ этому на нем не останавливаемся.

Угловые ускорения звеньев рав­ ны соответственно

Ej, = - ÀBA

ka

b" b'

ki

(4.25)

LAB

AB

 

 

62 — 8i«

(4.26)

 

Р и с 4.20.

План ускорений

диады

с внешней

поступательной

парой

103


 

 

Двухповодковая груп­

 

 

па содним внешним шар­

 

 

ниром.

Необходимость

 

 

составления

двух

урав­

 

 

нений

при

определении

 

 

ускорений

приводит

к

 

а

тому,

что

в

группе с

 

произвольным

располо­

 

 

жением

направляющих

 

-.

двух

 

поступательных

 

 

пар

нужно

вводить

ус­

 

 

ловные

направляющие

 

 

так,

чтобы

каждая

из

 

 

них

проходила

через

 

 

центр

шарнира,

входя-

Рнс. 4.21. План

ускорений диады с одним

Щ е г о

в

состав

группы.

внешним шарниром

Это замечание относится

 

 

как к группе с одним

внешним, так и с одним внутренним шарниром. Для D J 2 (рис. 4.21)

введена вместо действительной направляющей s направляющая

s',

изображенная

штриховой линией.

 

 

 

 

 

 

 

После перестройки кинематической

схемы

можно

составить

два уравнения, позволяющих определить ускорение точки В звена 2:

йв =

й А + й к В А

+

йвА,

(4-27)

äB=äc

Вс

+ а'вс-

(4-28)

Первое из приведенных

уравнений

относится к тому

случаю,

когда движение звена 2 рассматривается по отношению к звену /, а второе, когда движение звена 2 рассматривается относительно направляющей s; йА и а~с задаются движением звеньев q и s меха­ низма и на плане ускорения изображены отрезками раа' и р„с', a й в д и й в с (отрезки а'Ь" и с'Ь'" на плане ускорений) вычисляются после построения плана скоростей по формуле (4.13).

Угловые ускорения звеньев 1 и 2 равны угловому ускорению направляющей s, так как они соединены поступательными парами

е і = е2 = 85.

(4.29)

Построенный для этой группы план ускорений приведен на рис. 4.21.

Двухповодковая группа с одним внутренним шарниром. Прежде чем составлять уравнения для определения ускорений, строим ус­ ловные направляющие о' и s' для звеньев о и s (рис. 4.22) так, чтобы они проходили через центр В внутреннего шарнира. Это дает воз­ можность составить два уравнения для определения ускорения точки В, рассматривая ее движение относительно принадлежащих звеньям q и s точек Л и С, в данный момент совпадающих с точкой В.

104


В этом случае полу­ чаем

ав = йА

+ аВА

+ аВА;

 

 

(4.30)

äc

+ äBC

+ äBc.

 

 

ВС'

 

 

(4.31)

Решается эта систе­ ма уравнений анало­ гично предыдущим, в ре­ зультате чего опреде­ ляется ускорение Яв ь"і точки В и ускорения

План скоростей

План ускорений

Ь'"

"ВА

и

а\ в относитель-

Р ис 4.22. План

ускорений диады с одним внут­

"

"-ВС

ренним шарниром

ном

движении точки В.

по

направляющим.

звеньев 1 а

2 соответственно равны

Угловые ускорения

=Ёд И 62 = Bj.

Пример 4.2. Определить угловое ускорение е5 звена 5 механизма (рис. 4.23), если задана угловая скорость ш1 = const и построен план скоростей для меха­ низма.

Р е ш е н и е . Для определения е6 необходимо предварительно произвести кинематическое исследование группы D ^ , т. е. определить ускорение центра ß среднего шарнира и ускорение точки D.

По заданной угловой скорости щ кривошипа находим нормальное ускоре­ ние точки А

 

 

 

aA=aA

=

w]l0A

 

и откладываем его в масштабе ka

на плане

ускорения в виде отрезка

раа'.

Для

ускорения aß

точки

В группы D03

согласно задаче 1 имеем два урав.

нения:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

äB

=

 

SA+äBA+äBA>

(а)

 

 

й

в =

й с +

й в с

+ й'вс''

(б)

здесь

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ß r = 0 ;

 

В А

 

--k„a'b'

 

 

 

 

 

AB

 

 

 

 

 

 

 

 

 

a%r =

 

~k„p„b'",

 

где fta

масштабный

коэффициент ускорении.

 

Отрезки ab и cb =

ВС

T

 

 

 

pvb определяют из плана скоростей в мм. Направление

Каждого из векторов в уравнениях (а) и (б) известно. Отложим последовательно векторы, входящие в уравнение (а); тогда вектор й в , имеющий начало в ра.

105