Стр. 3-14 Лекция 3. Геометрические и кинематические характеристики механизмов 0

Конспект лекций по курсу ТММ. Автор: Тарабарин В.Б. 19.02.1997г.

Лекция № 3

Краткое содержание: Понятие о геометрических и кинематических характеристиках механизмов (функция положения и ее производные по времени и по обобщенной координате). Методы определения геометро-кинематических характеристик механизма. Цикл и цикловые графики. Связь между кинематическими и геометрическими параметрами. Кинематическое исследование типовых механизмов: рычажных, зубчатых, кулачковых, манипуляторов.

Понятие о геометрических и кинематических характеристиках механизмов.

Функцией положения механизма называется зависимость углового или линейного перемещения точки или звена механизма от времени или обобщенной координаты.

Геометрические и кинематические характеристики механизма

dP(q)/dq Первая dP²(q)/dq² Вторая

передат очная передаточная

P(q) функция функция

V_q, _q a_q, _q

Функция

положения

V,a,

P(t)

Скорость Ускорение

dP(t)/dt dP²(t)/dt²

Рис. 3.1.

Кинематическими передаточными функциями механизма называются производные от функции положения по обобщенной координате. Первая производная называется первой передаточной функцией или аналогом скорости ( обозначается V_q , _q ), вторая - второй передаточной функцией или аналогом ускорения ( обозначается a_q, _q ).

Кинематическими характеристиками механизма называются производные от функции положения по времени. Первая производная называется скоростью ( обозначается V, вторая - ускорением ( обозначается a, ).

Механизм с одной подвижностью имеет одно заданное входное движение и бесчисленное множество выходных ( движение любого звена или точки механизма ). Передаточные функции тех движений, которые в данном случае используются как выходные, называются главными, остальные - вспомогательными.

Рассмотрим схему механической системы образованной последовательно-параллельным соединением типовых механизмов. Схема включает входное звено, зубчатую передачу , кулачковый и рычажный механизмы и имеет два выходных звена.

Схема механической системы

5

С В 2

6 1

D A P O

0

K

E

Q

4

3

Рис. 3.2.

₂ ₃

Кулачковый

механизм - P₃(₂)

₁ Зубчатый

механизм P₂(₁)

₂ Четырехшарнирный ₆

механизм - P₆(₂)

Рис. 3.3.

Функции положения в механизмах

Функции положения

P₃ (₁)

Главные

Входное P₆ (₁)

перемещение

₁ P₂ (₁)

Вспомогательные P₃ (₂)

P₆ (₂)

Рис. 3.4.

Методы геометро-кинематического исследования механизмов

• планов положений, скоростей и ускорений ,

• проекций векторного контура,

• кинематических диаграмм,

• центроид,

• преобразования координат,

• экспериментальный,

другие.

Связь кинематических и передаточных функций

Линейные скорости

V_L = dS_L/ dt = (dS_L/d_d₁/dt) = V_qL * ₁ ;

a _L = d(V_ql * ₁)/dt = (dV_qL/d₁)*(d_dt)*₁ + V_qL* ₁ = a_qL* ₁² + V_qL* ₁;

Угловые скорости

_i = d_i/ dt = (d_i /d_d₁/dt) = _qi * ₁ ;

_i = d(_qi*₁)/dt = (d_i/d₁)*(d₁/dt)*₁ + _qi * ₁ = _qi* ₁² + _qi * _{i .}

Так как данные формулы получены как производные от скалярных величин, то при операциях с векторными величинами они применимы только для проекций этих величин на оси координат.

