Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

MB_Shtanko_Teormex_2013_old

.pdf
Скачиваний:
214
Добавлен:
07.02.2016
Размер:
11.75 Mб
Скачать

Таблиця 2.4

Варіант

3(t), рад

 

(до K.2.1)

 

 

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

16

17

18

19

10t 0.1t2

0.2t3 t

0.75t 1.5t3

5t–3t2

0.25t2–2t

4t2+2t

4t–0.5t2

3t+2t2

cos t3

1+2sin(2t)

t–0.2t2

1.4tt2

4t–6t2

3t–1.5t2

8t2–4.5t

1+sin(3t)

4cos t

2sin2 (t)+t

2cos(2t)+1

ТЕОРЕТИЧНА МЕХАНІКА

z1(t), м

R2, м

Час, с

(до K.2.2)

t1

t2

 

2t 0.02 t2

0.20

2

1

0.02t3 0.1t

0.10

2

1

0.075t 0.15t3

0.10

2

1

t–0.3t2

0.20

1

0.5

0.025t2–0.2t

0.10

2

1

1.2t2+0.6t

0.30

0.25

0.5

1.2t–0.15t2

0.30

1

3

1.2t+0.8t2

0.40

0.25

0.3

0.45cos t 3

0.15

1

3

0.3sin(2t)

0.15

6

4

0.1t–0.02t2

0.1

2

1

0.28t–0.2t2

0.2

0.4

0.6

0.8t–1.2t2

0.2

1

0.5

0.3t–0.15t2

0.1

2

3

0.8t2–0.9t

0.2

1

4

0.1sin(3t)

0.1

6

9

0.8cos t

0.2

4

6

0.6sin(2t)+4

0.3

2

6

0.8sin(2t)+1

0.4

8

6

 

 

 

 

71

2 КІНЕМАТИКА

Варіант

20

21

22

23

24

25

26

27

28

29

30

Продовження таблиці 2.4

3(t), рад

z1(t), м

R2, м

Час, с

(до K.2.1)

(до K.2.2)

t1

t2

 

1.5sin(2t)

0.75sin(2t)+5

0.5

12

6

 

 

 

 

 

2t2+3t

0.28t2+0.42t

0.14

0.5

0.25

3t2–4t

0.9t2–1.2t

0.30

1

2

0.5 t2

0.1 t2 2

0.20

1

2

0.5e2t 1

0.25e2t 5

0.10

0.5

1

2 t 1.2 t2

0.36 t 0.22 t2

0.18

0.3

1.2

2cos t 6 1

0.8cos t 6 5

0.40

1

2

 

 

 

 

 

5t2+3t

0.6t2+0.36t

0.12

0.25

0.5

4e3t 2

0.96e3t 6

0.24

1/3

0

4 cos t 6 1

0.56 cos t 6

0.14

2

3

 

 

 

 

 

5(t–0.25t2)

t–0.05t2

0.2

1

2

2.8Приклад виконання завдання K.2.1

Задано:

3

t 4 sin t

рад; R

R

0.1 м;

 

2

2

3

 

 

 

 

 

 

r2 0.5R2 0.05 м.

Визначити:

для заданого моменту часу t=0.5 c:

кутові швидкості і прискорення коліс 2 i 3;

швидкості та прискорення тіла 1 і точки М;

показати на рисунку вектори 3 , ε3 , 2 , 2 , aMn , aMτ ,

аM , VM , V1 , a1 ;

закон поступального руху тіла 1 z1 t .

72

ТЕОРЕТИЧНА МЕХАНІКА

Розв’язання.

За вихідними даними викреслюємо задану схему механізму

(рис. 2.6).

 

z2

z3

2

2

3

 

 

 

VK

K

 

3

R3 O3

3

 

 

 

 

 

 

O2

2

R2

 

a n

3

y2, y3

 

V

 

 

 

r2

 

3

 

VM

 

 

 

2

 

 

3

 

M

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

M

 

 

 

 

 

 

 

 

 

aM

 

 

z1

Q

x2

 

 

 

 

 

a

 

1

2

 

 

x3

 

 

 

M

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

V1

Рисунок 2.6

Кутові швидкість та прискорення колеса 3

 

3

d 3

3

2 cos

 

t ;

 

 

dt

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3 3

2

sin

 

t.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

При t=0.5 c

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1.414 рад/с;

3 2 cos

 

0.5

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

3

 

 

 

 

 

0.707

2 рад2.

2 sin

2

0.5

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Швидкість та прискорення точки М

VM 3 R3 1.414 0.1 0.1414 м/с;

73

2 КІНЕМАТИКА

aM 3 R3 0.707 2 0.1 0.0707 2 м/с2; aMn ω32 R3 1.414π 2 0.1 0.2π2 м/с2;

аM аMn 2 аMτ 2 R3 ω34 ε32

0.1 1.414π 4 0.707π2 2 0.212 2 м/с2 .

Через те, що швидкості на ободах коліс 2 і 3 і на пасовій передачі

однакові, то VK VM , VK 2r2 і VK 3R3 . Звідси кутова швид-

кість колеса 2

 

 

R3

 

 

0.1

2 cos t 4 cos t .

 

 

2

 

r2

3

0.05

2

2

 

 

 

Кутове прискорення тіла 2

 

 

 

2

2

При t=0.5 c

 

 

 

 

 

2

 

 

 

4 cos

 

 

 

 

2

2

2

 

 

2 sin

 

 

 

 

2

2 2 sin 2 t .

 

2.828 рад/с;

0.5

 

 

 

1.414 2

рад2.

0.5

 

 

 

Швидкість на зовнішньому ободі колеса 2 дорівнює швидкості

тіла 1

V1 V2 2 R2 4 cos 2 t 0.1 0.4 cos 2 t .

Прискорення тіла 1

a a

V

 

2

R ;

a 0.2 2 sin t .

1

2

1

 

2

1

2

 

 

 

 

 

 

 

При t=0.5 c

74

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ТЕОРЕТИЧНА МЕХАНІКА

 

 

 

 

 

 

 

 

0.2828 м/с;

 

 

V1 0.4 cos

0.5

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

а

 

 

 

 

 

 

 

 

0.1414 2

м/с2.

0.2 2 sin

0.5

 

1

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Закон поступального руху тіла 1

 

 

 

 

Через те, що V

 

dz1

, то dz V dt

i

 

 

 

 

 

 

1

 

dt

 

 

1

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

t

 

t

 

 

 

 

 

 

 

t м.

z1 V1dt

0.4 cos

2

t dt 0.8 sin

2

 

0

0

 

 

 

 

 

 

Вектори швидкостей та прискорень тіла 1 і точки М, а також вектори кутових швидкостей і прискорень тіл 2 і 3 наведено на рис. 2.6.

Вектори кутових швидкостей 2 і 3 лежать на осях обертання

(відповідно на осях х2 і х3) і направлені в ту сторону, звідки обертання тіла бачимо як таке, що відбувається проти ходу годинникової стрілки (правило гвинта).

Вектори кутових прискорень 2 і 3 співпадають з напрямками векторів кутових швидкостей 2 і 3 при обертаннях з прискоренням, тобто якщо знаки і співпадають.

2.9 Приклад виконання завдання K.2.2

Задано: z1 0.2t2 2t м; R2 R3 0.1 м; r2 0.5R2 0.05 м.

Визначити для заданого моменту часу t=0.5 c:

швидкість і прискорення тіла 1;

кутові швидкість і прискорення тіл 2 і 3;

швидкість і прискорення точки М;

закон обертального руху колеса 3.

Показати на рисунку вектори швидкостей та прискорень тіла 1

іточки М, а також вектори кутових швидкостей і прискорень тіл 2 і 3.

Розв’язання.

За вихідними даними викреслюємо задану схему механізму

(рис. 2.7).

75

2

КІНЕМАТИКА

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

z2

 

 

z3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3

 

 

 

 

2

K

 

3

R3

 

 

 

 

 

 

VK

R2

 

 

 

 

 

 

 

3

 

 

 

 

 

 

2

 

O3

 

 

 

 

 

O2

 

3

aM

 

3

y2, y3

 

 

2

 

r2

 

VM

 

 

 

 

 

 

aMn

 

 

z1

V2

 

 

 

3

aM

 

 

 

 

x2

 

 

x3

 

M

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

V

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Q

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рисунок 2.7

 

 

 

 

 

 

 

 

Швидкість та прискорення тіла 1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

V1

 

dz1

z1 0.4t 2 м/с;

 

 

dV1

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

a1

 

 

V1

z1

0.4 м/с

 

.

 

 

 

 

 

dt

 

 

 

 

 

 

dt

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

При t=0.5 c

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

V 0.4 0.5 2 2.2 м/с;

 

a 0.4 м/с2.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

Через те, що швидкості точок на зовнішньому ободі колеса 2 і тіла

1 однакові, то V2 V1

2R2 . Звідси кутові швидкість і прискорен-

ня колеса 2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

V1

 

0.4t

 

2

4t 20

рад

і

2 2

4

2

.

 

 

 

 

 

 

 

рад

 

 

 

 

 

 

R2

 

0.1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

При t=0.5 c

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

22 рад/с;

 

2

4 рад2.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Через

 

 

те, що

швидкість

на паску

постійна,

то

VK VM ,

VK 2r2

 

і

VM 3R3 . Звідси кутові

швидкість

і прискорення

колеса 3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

76

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ТЕОРЕТИЧНА МЕХАНІКА

ω

ω2r2

 

4t 20 0.05

2t 10 рад/с;

 

3

R3

0.1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

2 рад/с .

 

 

 

3 3

При t=0.5 c

2 0.5 10 11 рад/с;

2 рад2.

3

 

Швидкість, нормальне, тангенціальне і повне прискорення точки М визначаються за формулами

V R 11 0.1 1.1 м/с; аn

2

R 112 0.1 12.1 м/с2;

M

 

3

3

 

 

 

 

 

 

M

3

 

3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

а

 

 

3

R 2 0.1 0.2 м/с2;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

M

 

3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

a

M

 

an

 

2

a

2

R

4

2

0.1

114 22

12.101 м/с2.

 

 

M

 

M

 

 

 

3

3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Закон обертального руху колеса 3

 

 

 

 

 

 

 

 

Через

 

 

те,

що

 

 

d 3

,

 

то

d

3

dt ,

а

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3

 

dt

 

 

 

 

 

3

 

 

 

t

 

 

t

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3 3dt

2t 10 dt t2 10t рад.

 

 

 

 

 

 

0 0

Вектори швидкостей та прискорення тіла 1 і точки М, а також вектори кутових швидкостей і прискорень тіл 2 І 3 наведено на рис. 2.7.

2.10Завдання K.3. Визначення швидкостей і прискорень точок твердого тіла, що виконує плоский рух

Для заданого положення механізму визначити швидкості та прискорення точок А, В, С.

Кривошип ОА радіуса r обертається навколо точки О з кутовим

прискоренням , маючи в даний момент кутову швидкість .

Числові дані для розрахунку наведені в таблиці 2.5, схеми механізмів – на рисунку 2.8.

77

2 КІНЕМАТИКА

Таблиця 2.5

Схема

ОА=r

 

АB=l

 

 

 

 

 

 

 

 

м

рад2

 

 

град (°)

 

1

0.20

 

0.30

1

 

 

30

45

2

0.24

 

0.36

2

 

 

45

60

3

0.30

 

0.40

3

 

 

60

60

4

0.36

 

0.48

4

 

 

30

30

5

0.40

 

0.50

5

 

 

45

15

6

0.48

 

0.56

6

 

 

60

15

7

0.50

 

0.60

7

 

 

30

30

8

0.56

 

0.64

8

 

 

45

45

9

0.60

 

0.70

9

 

 

60

30

10

0.64

 

0.72

10

 

 

30

45

11

0.25

 

0.50

1

 

2

30

15

30

12

0.30

 

0.60

2

 

3

60

45

30

13

0.35

 

0.70

3

 

2

30

60

14

0.40

 

0.60

1

 

3

15

30

15

0.20

 

0.45

2

 

3

30

45

30

16

0.25

 

0.60

1

 

2

30

60

30

17

0.30

 

0.65

2

 

1

60

30

18

0.35

 

0.60

3

 

1

30

45

19

0.30

 

0.80

1

 

2

15

60

20

0.20

 

0.50

2

 

1

30

30

21

0.30

 

0.60

3

 

1

30

45

30

22

0.10

 

0.70

2

 

3

60

45

23

0.15

 

0.45

1

 

4

30

60

30

24

0.20

 

0.60

2

 

1

30

45

25

0.30

 

0.50

1

 

2

30

26

0.35

 

0.80

1

 

3

30

30

27

0.40

 

0.80

1

 

2

30

15

28

0.10

 

0.40

2

 

4

15

60

29

0.15

 

0.70

3

 

4

30

60

30

0.20

 

0.60

4

 

1

60

30

78

ТЕОРЕТИЧНА МЕХАНІКА

1

 

A

 

 

90

 

B

 

 

O

 

 

3

 

A

 

 

B

 

 

O

 

 

 

 

 

 

5

 

A

 

 

 

 

 

 

O

 

 

 

B

 

 

7

 

A

O B

2

 

A

 

 

 

 

B

 

 

O

4

A

 

 

O

B

6 A

B

 

 

O

 

8

 

A

B

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

O

 

x

ABx

 

 

9

 

 

 

10

 

 

A

 

 

 

 

 

 

 

 

B

 

A

 

 

 

B

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

O

 

 

 

 

 

O

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рисунок 2.8

 

 

 

79

2

КІНЕМАТИКА

 

 

 

 

 

 

 

 

11

O

 

 

 

 

12

 

 

 

 

 

 

A

 

 

 

 

 

 

A

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

B

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

B

 

O

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

13

 

 

A

 

 

14

B

 

 

 

 

 

90

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

O

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

A

 

B

 

 

 

 

O 90

 

 

 

 

 

 

 

 

 

15

 

 

 

A

 

16

 

 

A

 

 

 

 

 

B

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

O

 

B

O

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

17

 

A

 

B

 

 

 

 

90

O

 

 

18

 

A

 

 

 

 

B

 

 

 

 

O 90

 

19

 

 

O

20

90

 

 

A

A

 

 

O

 

 

 

 

90

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

B

 

 

 

 

 

B

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Продовження рисунка 2.8

80

Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]