План скоростей:
Примем
масштаб для плана скоростей
.
Скорости точек О1, О2, О3 равны нулю, так как эти точки находятся в опорах.
Найдем скорость точки А.
На
плане скоростей выбираем произвольную
точку Р,
которая будет являться полюсом плана
скоростей. Скорости в этой точке будут
равны нулю. Проводим из полюса отрезок
и отмечаем точку а.
Составим схему уравнений для точки В.
На плане скоростей через точку а проводим прямую перпендикулярно АВ, через точку Р прямую перпендикулярно О2В. На пересечении прямых находится точка b. Из полюса к данной точке проводим вектор, который поможет определить скорость точки В. Из плана скоростей определяем:
.
Найдем скорость точки С.
Длину вектора скорости для точки C найдем из теоремы подобия:
Очевидно,
что точка c
лежит на векторе аb.
Проведем найденный нами вектор ac
по
направлению из,
а в
b.
Конец данного вектора будет точкой c.
Соединим полюс с полученной точкой с,
это и будет вектор
.
Из чертежа:
Составим систему уравнений для точки D.
На плане скоростей через точку с проведем прямую перпендикулярную звену CD, а из полюса Р проведем прямую, которая перпендикулярна DO. Пересечение данных векторов – точка d. Из полюса к данной точке проведем вектор, который в свою очередь поможет нам найти скорость точки D.
Составим систему уравнений для точки Е.
Из точки d на плане скоростей проводим вектор, который перпендикулярен ED, а из точки с проводим вектор, который в свою очередь перпендикулярен СЕ. В пересечении получаем точку е. Из полюса к точке проводим вектор, получаем скорость Е.
Составим систему уравнений для точки К.
Из точки e на плане скоростей проводим вектор, который перпендикулярен EK, а из точки p проводим вектор, который параллелен оси движения ползуна. В пересечении получаем точку k. И находим скорость точки К.
Таблица 3.1 Линейные скорости точек
Точка |
А |
В |
С |
D |
E |
K |
V, м/с |
0,3 |
0,281 |
0,291 |
0.008 |
0,282 |
0,316 |
Расчёт угловых скоростей
|
|
|
|
|
|
Рис. 2 – План скоростей с учетом масштаба
План ускорений
Примем
масштаб для плана ускорений
Полные ускорения точек О1, О2 и О3 равны нулю, так как эти точки находятся в опорах.
Ускорение точки А
Рассмотрим движение точки А относительно точки О1. Запишем уравнение в векторной форме:
,
Где
,
потому что стойка неподвижна;
,
так как кривошип движется с постоянной
угловой скоростью, направлено
перпендикулярно кривошипу O1A
в сторону вращения углового ускорения
ε1
– вектор
нормального ускорения движения точки
А,
направленный параллельно кривошипу
О1А
На
плане ускорений выбираем произвольную
точку Р,
которая будет являться полюсом плана
ускорений. Ускорения в этой точке равны
нулю. Проводим из полюса отрезок
Ускорение точки В
Составим систему уравнений, описывающих движение точки B:
Вектор
нормального ускорения точки B,
возникающий при рассмотрении движения
относительно точки A,
направлен параллельно AB
от
точки B
к точке A.
Величина этого ускорения равна:
Найдем
длину вектора
для плана ускорений:
– вектор
касательного ускорения движения точки
B, направленный перпендикулярно шатуну
AB
в сторону вращения углового ускорения
ε2.
Вектор
нормального ускорения точки B,
возникающий при рассмотрении движения
относительно точки O2,
направлен параллельно O2B
от
точки B
к
точке O2.
Величина этого ускорения длина отрезка
равна:
– вектор
касательного ускорения движения точки
B,
направленный перпендикулярно O2B
в сторону вращения углового ускорения
ε3.
Откладываем
отрезок
.
Из точки b'
проводим прямую
Откладываем
отрезок
.
Из точки b''
проводим прямую
.
Точка пересечения этих прямых будет являться точкой b.
Найдем оставшиеся ускорения:
Ускорение точки С
Длину вектора ускорения для точки C найдем из теоремы подобия:
Очевидно, что точка c лежит на векторе аb. Проведем найденный нами вектор ac по направлению из, а в b. Конец данного вектора будет точкой c.
Ускорение точки D
Для определения ускорения точки D, рассмотрим движение этой точки относительно точек, ускорения которых нам известны (точка C и О3, на плане ускорений точка О3 находится в полюсе).
Составим систему уравнений, описывающих движение точки D:
Вектор
нормального ускорения точки D,
возникающий при рассмотрении движения
относительно точки C,
направлен параллельно DC
от
точки D
к точке C.
Величина этого ускорения равна:
На плане ускорений из точки c провести отрезок cd’, показывающий направление и величину нормального ускорения точки D относительно точки C.
Вектор
нормального ускорения точки D,
возникающий при рассмотрении движения
относительно точки O3,
направлен параллельно O3D
от
точки D
к
точке O3.
Величина этого ускорения длина отрезка
равна:
Место
пересечения перпендикуляров к
и
и будет точкой d.
Тогда зная все длины найдем оставшиеся ускорения:
Ускорение точки Е
Составим систему уравнений точки Е:
Вектор
нормального ускорения точки E,
возникающий при рассмотрении движения
относительно точки C,
направлен параллельно EC
от
точки E
к точке C.
Величина этого ускорения равна:
На плане ускорений из точки c провести отрезок ce’, показывающий направление и величину нормального ускорения точки E относительно точки C.
Вектор
нормального ускорения точки E,
возникающий при рассмотрении движения
относительно точки D,
направлен параллельно ED
от
точки E
к
точке D.
Величина этого ускорения длина отрезка
равна:
Место
пересечения перпендикуляров к
и
и будет точкой e.
Ускорение точки К
Составим систему уравнений для точки К:
Вектор
нормального ускорения точки K,
возникающий при рассмотрении движения
относительно точки E,
направлен параллельно KE
от
точки K
к точке E.
Величина этого ускорения равна:
На
плане ускорений из точки e
провести отрезок
,
показывающий направление и величину
нормального ускорения точки K
относительно точки E.
– вектор
касательного ускорения движения точки
K,
направленный перпендикулярно шатуну
EK
в сторону вращения углового ускорения
ε6.
Откладываем
отрезок
параллельный EK.
Из точки
проводим прямую перпендикулярную EK.
Откладываем
отрезок
параллельно YY.
Точка пересечения этих прямых будет
являться точкой k.
Ускорение точки М
Длину вектора ускорения для точки М найдем из теоремы подобия:
Очевидно, что точка m лежит на векторе аb. Проведем найденный нами вектор am по направлению из, а в b. Конец данного вектора будет точкой m.
Таблица 4.1 Линейные ускорения точек
Точка |
А |
B |
C |
D |
E |
K |
M |
a, м/с2 |
0.6 |
0.286 |
0.465 |
0.622 |
0.71 |
0.44 |
0.348 |
