Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
идз 2.docx
Скачиваний:
0
Добавлен:
03.06.2026
Размер:
936.21 Кб
Скачать
  1. План скоростей:

Примем масштаб для плана скоростей mu subscript v equals 0.0025 fraction numerator bevelled м over с over denominator м м end fraction .

Скорости точек О1, О2, О3 равны нулю, так как эти точки находятся в опорах.

  1. Найдем скорость точки А.

open table row cell stack V subscript A with rightwards arrow on top equals stack V subscript O subscript 1 end subscript with rightwards arrow on top plus stack V subscript A O subscript 1 end subscript with rightwards arrow on top end cell row cell stack V subscript O subscript 1 end subscript with rightwards arrow on top equals 0 end cell end table close curly brackets rightwards double arrow stack V subscript A with rightwards arrow on top equals omega subscript 1 times l subscript o subscript 1 A end subscript equals 2 times 0.15 equals 0.3 space bevelled м over с
p subscript v A equals V subscript A over mu subscript V equals fraction numerator 0.3 over denominator 0.0025 end fraction equals 120 space м м

На плане скоростей выбираем произвольную точку Р, которая будет являться полюсом плана скоростей. Скорости в этой точке будут равны нулю. Проводим из полюса отрезок p subscript v A perpendicular O subscript 1 A и отмечаем точку а.

  1. Составим схему уравнений для точки В.

open curly brackets table row cell stack V subscript B with rightwards arrow on top equals stack V subscript A with rightwards arrow on top plus stack V subscript B A end subscript with rightwards arrow on top space end cell row cell stack V subscript B with rightwards arrow on top equals stack V subscript O subscript 2 end subscript with rightwards arrow on top plus stack V subscript B O subscript 2 end subscript with rightwards arrow on top comma space V subscript O subscript 2 end subscript equals 0 rightwards double arrow V subscript B equals V subscript B O subscript 2 end subscript end cell end table close space open curly brackets table row cell stack V subscript B A end subscript with rightwards arrow on top perpendicular B A end cell row cell stack V subscript B O subscript 2 end subscript with rightwards arrow on top perpendicular B O subscript 2 end cell end table close

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:

V subscript B A end subscript equals mu subscript V times a b equals 0.0025 times 21.52 equals 0.054 space bevelled м over с
V subscript B O subscript 2 end subscript equals mu subscript V times p b equals 0.0025 times 112.34 equals 0.281 space bevelled м over с space rightwards double arrow space V subscript B equals 0.281 space space bevelled м over с .

  1. Найдем скорость точки С.

Длину вектора скорости для точки C найдем из теоремы подобия:

fraction numerator a c over denominator a b end fraction equals fraction numerator A C over denominator A B end fraction space rightwards double arrow space a c equals fraction numerator A C times a b over denominator A B end fraction equals fraction numerator 0.2 times 21.51 over denominator 0.45 end fraction equals 9.4 space м м

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 V subscript c .

Из чертежа:

p subscript v C equals 116.2 space м м space rightwards double arrow
V subscript C equals p subscript v C times mu subscript V equals 116.2 times 0.0025 equals 0.291 space bevelled м over c

  1. Составим систему уравнений для точки D.

open curly brackets table row cell stack V subscript D with rightwards arrow on top equals stack V subscript C with rightwards arrow on top plus stack V subscript D C end subscript with rightwards arrow on top space end cell row cell stack V subscript D with rightwards arrow on top equals stack V subscript O subscript 3 end subscript with rightwards arrow on top plus stack V subscript D O subscript 3 end subscript with rightwards arrow on top comma space end cell end table close V subscript O subscript 3 end subscript equals 0 rightwards double arrow V subscript D equals V subscript D O subscript 3 end subscript semicolon space stack V subscript D O subscript 3 end subscript with rightwards arrow on top perpendicular D O subscript 3 semicolon space stack V subscript D C end subscript with rightwards arrow on top perpendicular D C

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.

V subscript D C end subscript equals mu subscript V times d c equals 0.0025 times 116.44 space equals space 0.291 space bevelled м over с
V subscript D O subscript 3 end subscript equals mu subscript V times p d equals 0.0025 times 3.27 space equals space 0.008 space bevelled м over с space rightwards double arrow space V subscript D space equals space 0.008 space space bevelled м over с

  1. Составим систему уравнений для точки Е.

open curly brackets table row cell stack V subscript E with rightwards arrow on top equals stack V subscript C with rightwards arrow on top plus stack V subscript E C end subscript with rightwards arrow on top space space space end cell row cell stack V subscript E with rightwards arrow on top equals stack V subscript D with rightwards arrow on top plus stack V subscript E D end subscript with rightwards arrow on top comma space end cell end table close open curly brackets table row cell stack V subscript E C end subscript with rightwards arrow on top space perpendicular E C end cell row cell stack V subscript E D end subscript with rightwards arrow on top space perpendicular E D end cell end table close

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.

stack V subscript E with rightwards arrow on top equals mu subscript V times p e equals 0.0025 times 112.61 equals 0.282 space bevelled м over с

stack V subscript C E end subscript with rightwards arrow on top equals mu subscript V times c e equals 0.0025 times 69.11 equals 0.172 space bevelled м over с

  1. Составим систему уравнений для точки К.

open curly brackets table row cell stack V subscript K with rightwards arrow on top space equals space stack V subscript E with rightwards arrow on top plus stack V subscript K E end subscript with rightwards arrow on top space space space end cell row cell stack V subscript K space with rightwards arrow on top equals space stack V subscript W with rightwards arrow on top plus stack V subscript K W end subscript with rightwards arrow on top comma space end cell end table close stack V subscript W with rightwards arrow on top space equals space 0 space rightwards double arrow space stack V subscript K with rightwards arrow on top space equals space stack V subscript K W end subscript with rightwards arrow on top

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.

stack V subscript K space end subscript space with rightwards arrow on top equals space mu subscript V times p k space equals space 0.0025 times 126.5 space equals space 0.316 space bevelled м over с

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

omega subscript 1 space equals space 2 space c to the power of negative 1 end exponent

omega subscript 4 space equals fraction numerator V subscript C E end subscript over denominator C E end fraction equals fraction numerator space 69.11 times 0.0025 over denominator 0.22 end fraction space equals space 0.79 space space c to the power of negative 1 end exponent

omega subscript 2 space equals space fraction numerator V subscript B A end subscript over denominator A B end fraction space equals space fraction numerator 0.054 over denominator 0.45 end fraction space equals space 0.12 space c to the power of negative 1 end exponent

omega subscript 5 space equals space fraction numerator V subscript D over denominator O subscript 3 D end fraction space equals space fraction numerator 0.008 over denominator 0.38 end fraction space equals space 0.21 space c to the power of negative 1 end exponent

omega subscript 3 space equals fraction numerator V subscript B O subscript 2 end subscript over denominator O subscript 2 B end fraction equals fraction numerator space 0.218 over denominator 0.18 end fraction space equals space 1.21 space c to the power of negative 1 end exponent

omega subscript 6 space equals space fraction numerator V subscript K over denominator E K end fraction space equals space fraction numerator 0.316 over denominator 0.4 end fraction space equals space 0.79 space space c to the power of negative 1 end exponent

Рис. 2 – План скоростей с учетом масштаба

  1. План ускорений

Примем масштаб для плана ускорений mu subscript а equals 0 comma 005 space fraction numerator bevelled м over с squared over denominator м м end fraction

Полные ускорения точек О1, О2 и О3 равны нулю, так как эти точки находятся в опорах.

  1. Ускорение точки А

Рассмотрим движение точки А относительно точки О1. Запишем уравнение в векторной форме:

stack a subscript A space with bar on top equals space stack a subscript O subscript 1 А end subscript with bar on top plus stack a to the power of n subscript O subscript 1 А end subscript with bar on top plus stack a to the power of tau subscript O subscript 1 А end subscript with bar on top space equals space stack a to the power of n subscript O subscript 1 А end subscript with bar on top ,

Где stack a subscript O subscript 1 end subscript with bar on top space equals space 0 , потому что стойка неподвижна;

stack а to the power of tau subscript О subscript 1 А end subscript with bar on top space equals space 0 , так как кривошип движется с постоянной угловой скоростью, направлено перпендикулярно кривошипу O1A в сторону вращения углового ускорения ε1

stack а to the power of n subscript O subscript 1 А end subscript with bar on top – вектор нормального ускорения движения точки А, направленный параллельно кривошипу О1А

а to the power of n subscript A O subscript 1 end subscript space equals space omega subscript 1 squared times O subscript 1 A space equals space 2 squared times 0.15 space equals space 0.6 space bevelled м over с squared

На плане ускорений выбираем произвольную точку Р, которая будет являться полюсом плана ускорений. Ускорения в этой точке равны нулю. Проводим из полюса отрезок о subscript 1 а parallel to О subscript 1 А

p subscript a A equals a subscript A over mu subscript A equals fraction numerator 0.6 over denominator 0.005 end fraction equals 120 space space space м м

  1. Ускорение точки В

Составим систему уравнений, описывающих движение точки B:

open curly brackets table row cell stack a subscript B with rightwards arrow on top equals stack a subscript A with rightwards arrow on top plus stack a subscript B A end subscript superscript n with rightwards arrow on top plus stack a subscript B A end subscript superscript t with rightwards arrow on top end cell row cell stack a subscript B with rightwards arrow on top equals stack a subscript O subscript 2 end subscript with rightwards arrow on top plus stack a subscript B divided by O subscript 2 end subscript superscript n with rightwards arrow on top plus stack a subscript B divided by O subscript 2 end subscript superscript t with rightwards arrow on top end cell end table space close open curly brackets table row cell a to the power of n subscript B A end subscript space parallel to B A semicolon space space a to the power of tau subscript B A end subscript space perpendicular space В А end cell row cell a to the power of n subscript O subscript 2 B end subscript space parallel to O subscript 2 B semicolon space space a to the power of tau subscript O subscript 2 B end subscript space perpendicular space O subscript 2 B end cell end table close

Вектор а to the power of n subscript B A end subscript нормального ускорения точки B, возникающий при рассмотрении движения относительно точки A, направлен параллельно AB от точки B к точке A. Величина этого ускорения равна:

a to the power of n subscript B A end subscript space equals space omega subscript 2 squared times l subscript B A end subscript space equals space 0.12 squared times 0.45 space equals space 0.06 space space м divided by c ²

Найдем длину вектора a to the power of n subscript В А end subscript для плана ускорений:

a b apostrophe equals a to the power of n subscript B A end subscript over mu subscript a equals fraction numerator 0.06 over denominator 0.005 end fraction equals 12 space м м

a to the power of tau subscript B A end subscript – вектор касательного ускорения движения точки B, направленный перпендикулярно шатуну AB в сторону вращения углового ускорения ε2.

Вектор a to the power of n subscript O subscript 2 B end subscript 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:

a to the power of n subscript O subscript 2 B end subscript space equals space omega subscript 3 squared times l subscript O subscript 2 B end subscript space equals space 1.21 squared times 0.18 space equals space 0.256 space space м divided by c ²
o subscript 2 b double apostrophe equals a to the power of n subscript O subscript 2 B end subscript over mu subscript a equals fraction numerator 0.256 over denominator 0.005 end fraction equals 51.2 space м м

– вектор касательного ускорения движения точки B, направленный перпендикулярно O2B в сторону вращения углового ускорения ε3.

Откладываем отрезок a b apostrophe space parallel to space A B . Из точки b' проводим прямую perpendicular A B.

Откладываем отрезок o subscript 2 b double apostrophe space parallel to space O subscript 2 B . Из точки b'' проводим прямую perpendicular space O subscript 2 B .

Точка пересечения этих прямых будет являться точкой b.

Найдем оставшиеся ускорения:

a to the power of tau subscript B A end subscript space equals space space a b apostrophe times mu subscript a space space equals space 12 space times space 0.005 space equals space 0.06 space space м divided by c ²
a to the power of tau subscript O subscript 2 B end subscript space equals space o subscript 2 b double apostrophe space times mu subscript a space equals space 51.2 space times space 0.005 space equals space 0.256 space м divided by c ²
a subscript B space equals space p subscript a b space times space mu subscript a equals space 57.14 space space 0.005 space equals space 0.286 space м divided by c ²
a subscript A B end subscript space equals space a b space times space mu subscript a space equals space 67.15 space times space 0.005 space equals space space 0.336 space м divided by c ²

  1. Ускорение точки С

Длину вектора ускорения для точки C найдем из теоремы подобия:

fraction numerator a c over denominator a b end fraction equals fraction numerator A C over denominator A B end fraction space rightwards double arrow space a c equals fraction numerator A C times a b over denominator A B end fraction equals fraction numerator 0.2 times 67.15 over denominator 0.45 end fraction equals 29.8 space м м

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.

a subscript C space equals space mu subscript a times p c space equals space 0.005 times 91.2 space equals space 0.465 space bevelled м over с squared

  1. 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:

Error converting from MathML to accessible text.

Вектор a to the power of n subscript D C end subscript нормального ускорения точки D, возникающий при рассмотрении движения относительно точки C, направлен параллельно DC от точки D к точке C. Величина этого ускорения равна:

a to the power of n subscript D C end subscript equals omega subscript 5 to the power of 2 space end exponent times l subscript C D end subscript equals 0.21 squared space times 0.35 space equals space 0.15 space м divided by c ²

На плане ускорений из точки c провести отрезок cd, показывающий направление и величину нормального ускорения точки D относительно точки C.

c d apostrophe equals a to the power of n subscript D C end subscript over mu subscript a equals fraction numerator 0.15 over denominator 0.005 end fraction equals 30 space space м м

Вектор a to the power of n subscript O subscript 3 D end subscript 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 o subscript 3 d apostrophe apostrophe равна:

a to the power of n subscript O subscript 3 D end subscript space equals space omega subscript 5 squared times space l subscript O subscript 3 D end subscript space equals space 0.21 squared.0.38 space equals space 0.17 space м divided by c ²

o subscript 3 d apostrophe apostrophe equals a to the power of n subscript O subscript 3 D end subscript over mu subscript a equals fraction numerator 0.17 over denominator 0.005 end fraction equals 34 space м м

Место пересечения перпендикуляров к и blank c d apostrophe и будет точкой d.

Тогда зная все длины найдем оставшиеся ускорения:

a to the power of tau subscript D C end subscript equals d d apostrophe space times space mu subscript a space equals 48.84 space times space 0.005 space equals space 0.244 space space м divided by c ²
a subscript D space equals space p subscript a d space times space mu subscript a space equals 124.35 space times space 0.005 space equals space 0.622 space м divided by c ²
a subscript D C end subscript space equals space c d space times mu subscript a space equals space 57.17 space times space 0.005 space equals space 0.286 space space м divided by c ²

  1. Ускорение точки Е

Составим систему уравнений точки Е:

open curly brackets table row cell stack а subscript E with rightwards arrow on top equals stack a subscript C with rightwards arrow on top plus stack a to the power of n subscript E C end subscript with rightwards arrow on top plus stack a to the power of tau subscript E C end subscript with rightwards arrow on top end cell row cell stack а subscript E with rightwards arrow on top equals stack a subscript C with rightwards arrow on top plus stack a to the power of n subscript E D end subscript with rightwards arrow on top plus stack a to the power of tau subscript E D end subscript with rightwards arrow on top end cell end table close space space space open curly brackets table row cell а to the power of n subscript E C end subscript space parallel to E C semicolon space a to the power of tau subscript E C end subscript space perpendicular space E C end cell row cell а to the power of n subscript E D end subscript space parallel to D C semicolon space a to the power of tau subscript E D end subscript space perpendicular space E D end cell end table close

Вектор a to the power of n subscript E C end subscript нормального ускорения точки E, возникающий при рассмотрении движения относительно точки C, направлен параллельно EC от точки E к точке C. Величина этого ускорения равна:

a to the power of n subscript E C end subscript equals omega subscript 4 to the power of 2 space end exponent times l subscript E C end subscript equals 0.79 squared space times 0.22 space equals space 0.137 space м divided by c ²

На плане ускорений из точки c провести отрезок ce, показывающий направление и величину нормального ускорения точки E относительно точки C.

c e apostrophe equals a to the power of n subscript E C end subscript over mu subscript a equals fraction numerator 0.137 over denominator 0.005 end fraction equals 27.4 space space м м

Вектор a to the power of n subscript E D end subscript 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 d e apostrophe apostrophe равна:

a to the power of n subscript E D end subscript space equals space omega subscript 4 squared times space l subscript E D end subscript space equals space 0.79 squared.0.15 space equals space 0.09 space м divided by c ²

e d apostrophe apostrophe equals a to the power of n subscript E D end subscript over mu subscript a equals fraction numerator 0.09 over denominator 0.005 end fraction equals 1.8 space м м

Место пересечения перпендикуляров к и c e apostrophe и будет точкой e.

a to the power of tau subscript E C end subscript equals e e apostrophe space times space mu subscript a space equals 48.33 space times space 0.005 space equals space 0.242 space space м divided by c ²
a subscript E space equals space p subscript a E space times space mu subscript a space equals 141.44 space times space 0.005 space equals space 0.71 space м divided by c ²
a subscript E D end subscript space equals space e d space times mu subscript a space equals space 34.89 space times space 0.005 space equals space 0.174 space space м divided by c ²

  1. Ускорение точки К

Составим систему уравнений для точки К:

open curly brackets table row cell stack a subscript K with rightwards arrow on top equals stack a subscript E with rightwards arrow on top plus stack a to the power of n subscript K E end subscript with rightwards arrow on top plus stack a to the power of tau subscript K E end subscript with rightwards arrow on top semicolon space space space space space space stack a to the power of n subscript K E end subscript with rightwards arrow on top parallel to K E semicolon space space space space space space space stack space a to the power of tau subscript K E end subscript with rightwards arrow on top perpendicular K E end cell row cell stack a subscript K with rightwards arrow on top parallel to Y Y end cell end table close

Вектор a to the power of n subscript K E end subscript нормального ускорения точки K, возникающий при рассмотрении движения относительно точки E, направлен параллельно KE от точки K к точке E. Величина этого ускорения равна:

a to the power of n subscript K E end subscript equals omega subscript 6 squared space times space l subscript K E end subscript equals 0.79 squared times 0.4 equals 0.25 space space м divided by c ²

На плане ускорений из точки e провести отрезок e k apostrophe , показывающий направление и величину нормального ускорения точки K относительно точки E.

e k apostrophe equals a to the power of n subscript K E end subscript over mu subscript a equals fraction numerator 0.25 over denominator 0.005 end fraction equals 50 space м м

– вектор касательного ускорения движения точки K, направленный перпендикулярно шатуну EK в сторону вращения углового ускорения ε6.

Откладываем отрезок параллельный EK. Из точки k apostrophe проводим прямую перпендикулярную EK.

Откладываем отрезок p subscript a k параллельно YY. Точка пересечения этих прямых будет являться точкой k.

a to the power of tau subscript К Е end subscript equals p subscript a k space times space mu subscript a space equals space 122.27 space times space 0.005 space equals space 0.611 space space bevelled м over с squared
a subscript K space equals space e k space times space mu subscript a space equals space 87.11 space times space 0.005 space equals space 0.44 bevelled fraction numerator space space м over denominator с squared end fraction

  1. Ускорение точки М

Длину вектора ускорения для точки М найдем из теоремы подобия:

fraction numerator a m over denominator a b end fraction equals fraction numerator A M over denominator A B end fraction space rightwards double arrow space a m equals fraction numerator A M times a b over denominator A B end fraction equals fraction numerator 0.36 times 67.15 over denominator 0.45 end fraction equals space 53.72 space м м

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.

a subscript M space equals space mu subscript a times p m space equals space 0.005 times 69.97 space equals space 0.348 space space bevelled м over с squared

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

Соседние файлы в предмете Механика