Mechanismy - úvod Aplikovaná mechanika, 8. přednáška · Mechanismy - úvod Aplikovaná...

Mechanismy - úvod

Mechanismus slouží k přenosu sil a k transformaci pohybu.

posu

v

rotace

Mechanismus je soustava těles, spojených navzájem vazbami.

Aplikovaná mechanika, 8. přednáška

Mechanismy - úvod

Základní pojmy.

člen mechanismu rám

kinematická dvojice

posu

v

rotace

souřadnice vazbyhnací a hnaný člen

vstupní a výstupní členpočet stupňů volnosti

Mechanismus se sedmi stupni volnosti


Mechanismy - úvod

posu

v

rotace

Mechanismus se sedmi stupni volnosti

Okamžitá poloha mechanismu je jednoznačně určena tolika nezávislými souřadnicemi,kolik stupňů volnosti mechanismus má.

Mechanismus má tolik stupňů volnosti,kolik nezávislých souřadnic je zapotřebí k jednoznačnému určení jeho okamžité polohy.

Mechanismus se dvěma stupni volnosti

5

11

43

2

φ ψ

ω5ω2

souřadnice mechanismu


Mechanismy - úvod

kinematické schéma

Klikový mechanismus a jeho kinematické schema

rám

klika

ojnice

píst

rám

délka ojnice

délka kliky

Kliková hřídel jako excentr

klika

čep kliky

ojnice

excentricita - funkční délka kliky


Mechanismy - úvod Aplikovaná mechanika, 8. přednáškaTřídění mechanismů.

rovinný mechanismus prostorový mechanismus

mechanismy rovinnévšechny členy konají rovinný pohybv navzájem rovnoběžných rovináchmechanismy prostorovéalespoň jeden člen koná prostorový pohybnebo členy konají rovinné pohyby v různoběžných rovinách

3

2

4

1

1

Mechanismy - úvod Aplikovaná mechanika, 8. přednáška

rovinný mechanismus prostorový mechanismus


satelity diferenciálu

hnací hřídel

hnaná kola

klec diferenciálu

Třídění mechanismů.


podle počtu stupňů volnosti


Okamžitá poloha mechanismu je jednoznačně určena tolika nezávislými souřadnicemi,kolik stupňů volnosti mechanismus má.


souřadnice mechanismu- jedna nebo více nezávislých souřadnic, určujících polohu mechanismu;souřadnic mechanismu je právě tolik, kolik stupňů volnosti mechanismus má



posu

v

rotace

podle počtu stupňů volnostimechanismy s 1 stupněm volnosti




satelity diferenciálu

hnací hřídel

hnaná kola

klec diferenciálu

podle počtu stupňů volnostimechanismy s 1 stupněm volnostimechanismy se 2 stupni volnosti - diferenciály

mechanismy rovinnévšechny členy konají rovinný pohybv navzájem rovnoběžných rovináchmechanismy prostorovéalespoň jeden člen koná prostorový pohybnebo členy konají rovinné pohyby v různoběžných rovinách projíždí-li auto zatáčkou -

otáčí se obě kola hnanénápravy různou rychlostí

Mechanismus se dvěma stupni volnosti

5

11

43

2

φ ψ

ω5ω2

φ a ψ - dvě souřadnice mechanismu



podle počtu stupňů volnostimechanismy s 1 stupněm volnostimechanismy se 2 stupni volnosti - diferenciálymechanismy s více stupni volnosti


mechanismus se sedmi stupni volnosti

počet stupňů volnostimechanismunení nijak omezen



ω1

ω2

konst=ωω=

1

2p

v

ω

konst≠ω

= vp

podle počtu stupňů volnostimechanismy s 1 stupněm volnosti

mechanismy s více stupni volnosti

podle charakteru převodumechanismy s konstantním převodem



mechanismy s proměnným převodem

mechanismy se 2 stupni volnosti - diferenciály


podle počtu stupňů volnostimechanismy s 1 stupněm volnostimechanismy se 2 stupni volnosti - diferenciálymechanismy s více stupni volnosti

podle charakteru převodumechanismy s konstantním převodemmechanismy s proměnným převodem

podle počtu členůdvoučlenné mechanismytrojčlenné mechanismyčtyřčlenné mechanismyvícečlenné mechanismy

1 2

1

2

3 2

1 1

1

2

2

1 1

4

3



třídění mechanismů

Mechanismy - úvod

podle topologie

Uzavřený řetězec Uzavřený řetězec

Otevřený řetězec Otevřený řetězec

Jednoduchý uzavřený řetězec

Jednoduchý otevřený řetězec


třídění mechanismů

Mechanismy - úvod

podle topologie

Složený uzavřený řetězec

člen třetího stupně

Složený otevřený řetězec

člen třetího stupně

Smíšený řetězec

uzavřená smyčka

otevřená smyčka


Mechanismy - úvod


( ) 21 p2p11n3i ⋅−⋅−−⋅=

( ) ∑=

⋅−−⋅=5

1jjpj1n6i

y

ψ

φ

A

C

B

3

2

1

1

Jedna nezávislá a dvě závislé souřadnice klikového mechanismu.

yBCABBCAB

=ψ⋅+φ⋅ψ⋅=φ⋅

coscossinsin

Počet stupňů volnosti mechanismu stanovíme intuitivně nebo výpočtem.

( ) 12211133i =⋅−⋅−−⋅=


mechanismy rozkládáme na soustavové skupiny

Mechanismy - úvod

Soustavová skupina je otevřený kinematický řetězec,který po připojení k rámu dává nehybnou, staticky určitou soustavu.

Binární soustavová skupina Binární soustavová skupina

Připojením (či odpojením) soustavové skupinyse pohyblivost (počet stupňů volnosti) nemění.

Jednoduchý mechanismus s jedním stupněm volnosti

Složený mechanismuss jedním stupněm volnosti


Vazby

Vazba je j-té třídy jestliže znemožňuje j vzájemných pohybů (odebírá j stupňů volnosti).

Vazby se dělí na rovinné a prostorové.

Rozlišujeme též idealizované a reálné vazby.


Vazby


rovinné vazby

vazba 3. třídy dokonalé vetknutí

neumožňuje posuv ani rotaci přenáší síly a moment

rám

těleso těleso

těleso


Vazby


rovinné vazby

vazba 3. třídy dokonalé vetknutívazby 2. třídy kloubová vazba (rotační)

neumožňuje posuv

umožňuje rotaci

φ

přenáší síly

nepřenáší moment

rám

těleso těleso těleso


Vazby


rovinné vazby


posuvná vazba

znemožňuje posuv a rotaci

z

umožňuje posuv

přenáší sílu a moment

nepřenáší sílu


Vazby


rovinné vazby


posuvná vazbavalivá vazba (bez prokluzu)

valení bez prokluzu

umožňuje rotaci

neumožňuje posuv

nepřenáší moment

přenáší síly

φ⋅= rx

r φ

x


Vazby


rovinné vazby



vazby 1. třídy posuvný kloub

umožňuje posuv a rotaci

neumožňuje posuv

z

φ

nepřenáší sílu ani moment

přenáší sílu


Vazby


rovinné vazby



vazby 1. třídy posuvný kloubobecná vazba

prokluz v bodě dotyku

umožňuje nezávislý posuv a rotaci

neumožňuje posuv

z

φ

nepřenáší sílu ani moment přenáší sílu


Vazby


rovinné vazby



vazby 1. třídy posuvný kloubobecná vazba

Každá vazba přenáší takové síly (momenty), jakým vzájemným pohybům zabraňuje.

zabraňuje-li vazba posunutí - přenáší síluzabraňuje-li vazba natočení - přenáší moment

neplatí zcela pro reálné vazby


Vazby


prostorové vazby

vazba 6. třídy dokonalé vetknutí

neumožňuje posuv ani rotaci

přenáší 3 síly a 3 momenty


Vazby


prostorové vazby

vazba 6. třídy dokonalé vetknutí přenáší 3 síly a 3 momentyvazby 5. třídy kloubová vazba (rotační)

umožňuje rotaci φ

přenáší 3 síly a 2 momenty,nepřenáší moment k ose rotace


Vazby


prostorové vazby

vazba 6. třídy dokonalé vetknutí přenáší 3 síly a 3 momentyvazby 5. třídy kloubová vazba (rotační) přenáší 3 síly a 2 momenty,

nepřenáší moment k ose rotaceposuvná vazba přenáší 2 síly a 3 momenty,nepřenáší sílu ve směru posuvu

umožňuje posuv

z


Vazby


prostorové vazby


nepřenáší moment k ose rotaceposuvná vazba přenáší 2 síly a 3 momenty,nepřenáší sílu ve směru posuvušroubová vazba

umožňuje posuv a rotaci

z φ φ⋅π⋅

=2

sz


Vazby


prostorové vazby



vazby 4. třídy posuvná rotační vazba

umožňuje nezávislý posuv a rotaci z φ


Vazby


prostorové vazby



vazby 4. třídy posuvná rotační vazba

umožňuje dvě rotace

φ

ψ

dvojitý kloub


Vazby


prostorové vazby



vazby 4. třídy posuvná rotační vazba dvojitý kloub

vazby 3. třídy sférický kloub

umožňuje tři rotace

ψ, ϑ, φ


Vazby


prostorové vazby




vazby 3. třídy sférický kloub vazby 2. třídy posuvný sférický kloub

umožňuje posuv a tři rotace

z ψ, ϑ, φ


Vazby


prostorové vazby




vazby 3. třídy sférický kloub vazby 2. třídy posuvný sférický kloub vazby 1. třídy obecná kinematická dvojice

umožňuje všechny pohyby s vyjímkou jednoho posuvu


Vazby


prostorové vazby




vazby 3. třídy sférický kloub vazby 2. třídy posuvný sférický kloub vazby 1. třídy obecná kinematická dvojice

Každá vazba přenáší takové síly (momenty), jakým vzájemným pohybům zabraňuje.

zabraňuje-li vazba posunutí - přenáší síluzabraňuje-li vazba natočení - přenáší moment neplatí zcela pro reálné vazby


Některé další souvislosti

Nosník na dvou podporách

staticky určité uložení

( )( ) 01211123i

p2p11n3i 21

=⋅−⋅−−⋅=⋅−⋅−−⋅=

Pohyblivý nosník

možný posuv

Nosník na třech podporách

staticky neurčité uložení

( ) 10221123i =⋅−⋅−−⋅= ( ) 11221123i −=⋅−⋅−−⋅=

Nosník na třech podporách

možný posuv

( ) 00231123i =⋅−⋅−−⋅=

110i −==



Staticky určité uložení hřídele Staticky určité uložení hřídele

nesouosost ložisek

Staticky neurčité uložení hřídele Staticky neurčité uložení hřídele

nesouosost ložisek

průhyb hřídele



Kliková spojka

32

11

( ) ( ) 335136pj1n6i5

1j −=⋅−−⋅=⋅−−⋅= ∑

413i −=−=

Kliková spojka - nepohyblivá

32

11

nesouosost

Kliková spojka

32

11

( )

( ) 1121415136i

pj1n6i5

1j

=⋅−⋅−⋅−−⋅=

=⋅−−⋅= ∑

Soudečkové naklápěcí ložisko



A

S

3

2

1

1 R=2·r

r

( ) ( ) 00132133p1p21n3i 12 =⋅−⋅−−⋅=⋅−⋅−−⋅=

S

3

2

11A

11

S

A

2

3

A

S

3

2

11

( ) ( ) 11122133p1p21n3i 12 =⋅−⋅−−⋅=⋅−⋅−−⋅=


Typy mechanismůtrojčlenné mechanismy

vačkové mechanismy

Vačkový mechanismus s plochým zvedátkem

vačka

zvedátko 3

2

1

1

Vačkový mechanismuss hrotovým zvedátkem

3

2

1

1

Vačkový mechanismuss kladičkou

teoretický obrys3

2

1

1

Vačkový mechanismusexcentrický

3

2

1

1

Vačkový mechanismuss plochým vahadlem

32

1

1

Vačkový mechanismuss vahadlem a kladičkou

32

1

1

Palcový mechanismusse zvedátkem

3

2

1

1

Palcový mechanismuss vahadlem

3

2

1


Typy mechanismůtrojčlenné mechanismy

mechanismy s obecnou kinematickou dvojicí

Obecná kinematická dvojice

tlačící člen

tlačený člen3

2

1

1

Obecná kinematická dvojice

mechanismus ozubeného soukolí


Typy mechanismůčtyřčlenné mechanismy

klikový mechanismus

Centrický klikový mechanismus

32

11

4

Excentrický klikový mechanismus

32

1

14

excentricita

Excentrický klikový mechanismus

1

1

2 43



čtyřkloubový mechanismus

Čtyřkloubový mechanismus,kliko-vahadlové provedení

1

24

3

1

Čtyřkloubový mechanismus,dvojvahadlové provedení

11

2 4

3

Čtyřkloubový mechanismus,provedení „paralelogram“

11

2 43

D

CB

A

Těhlice paralelogramu koná posuvný kruhový pohyb

1 1

2

4

3

D

C B

A



kulisový mechanismus

Excentrický kulisový mechanismus

1

4

32

excentricita

Centrický kulisový mechanismus

1

3

4

2


1

4

32


1

4

3

2

Pravoúhlá kulisa

1

3

4

2

1

Kosoúhlá kulisa

1

3

4

2

1



Oldhamova spojka

Oldhamova spojka, provedení

3 2 4

Oldhamova spojka, kinematické schéma

1

32

1

4


Typy mechanismůvícečlenné rovinné mechanismy

Mechanismus jehlyšicího stroje

3

2

4

1

1

1

6

5


Typy mechanismůprostorové mechanismy

Prostorový klikový mechanismus

3

2

4

1

1


Převod mechanismuanalytické řešení mechanismu s pravoúhlou kulisou

y φω, ε

r

a ,vrr

φ⋅= sinry

φ⋅φ⋅−φ⋅φ⋅=

φ⋅φ⋅=

sincoscos

2rryry

&&&&&

&&

ε=φ

ω=φ&&

&

ayvy

==&&

&

φ⋅⋅ω−φ⋅⋅ε=φ⋅⋅ω=

sincoscos

rrarv

2

převod

mechanismus s proměnným převodem ( )φ=ω

= fvp

derivace převodu


Převod mechanismuanalytické řešení řetězového převodu

t

t

ε=φ

ω=φ&&

&

převod

mechanismus s konstantním převodem

kolečko

talíř φ

ψ

R r

ωt,εt

ωk, εk

v = ωt·R = ωk·r

Rs ⋅φ=

rs=ψ

rR⋅φ=ψ

prR

ttk ⋅ω=⋅ω=ω

konst==φψ=

rR

ddp

prR

ttk ⋅ε=⋅ε=ε

rs ⋅ψ=

rR⋅φ=ψ

rR⋅φ=ψ &&

k

k

ε=ψω=ψ

&&

& rR

tk ⋅ω=ω &&


Date post:	27-Feb-2019
Category:	Documents
Upload:	haduong
View:	253 times
Download:	1 times

Mechanismy - úvod Aplikovaná mechanika, 8. přednáška · Mechanismy - úvod Aplikovaná...

Documents