podstawy projektowania ukŁadÓw kinematyznyhtmm.pwr.edu.pl/fcp/qgbukoqttklqhbx08slktvqjqx2o8... ·...
TRANSCRIPT
PODSTAWY PROJEKTOWANIA UKŁADÓW KINEMATYCZNYCH
Dr inż. Sławomir Wudarczyk
Katedra Podstaw Konstrukcji Maszyn i Układów MechatronicznychZespół Mechatroniki i Mechanizmówul. Łukasiewicza 7/9, 50-371 WrocławBudynek B5, p. 303Tel.: 71 320-27-10
e-mail: [email protected]
web: http://tmm.pwr.edu.pl
• Miller S.: Teoria maszyn i mechanizmów. Analiza układów mechanicznych.Oficyna wydawnicza PWr. Wrocław 1996.
• Gronowicz A. i inni: Teoria maszyn i mechanizmów. Zestaw problemów analizy i projektowania. Oficyna Wydawnicza PWr. Wrocław 1999.
• Gronowicz A.: Podstawy analizy układów kinematycznych. Oficyna Wydawnicza PWr., Wrocław 2003.
============================================================
• Miller S.: Układy kinematyczne. Podstawy projektowania. WNT 1987 • Miller S.: Teoria mechanizmów i maszyn. Synteza układów kinematycznych.
Wrocław 1977 • Bałchanowski J., Twaróg W.: Metoda syntezy strukturalnej mechanizmów
równoległych. TMM. Wydawnictwo ATH Bielsko-Biała 2008, str. 377-384. • Bałchanowski J., Twaróg W.: Synteza strukturalna przestrzennych
mechanizmów równoległych. TMM. Wydawnictwo ATH Bielsko-Biała 2008, str. 385-392.
BIBLIOGRAFIA
OPROGRAMOWANIE
Program SAM (Simulation and Analysis of Mechanisms)
SAM Version : 7.0
License : STUDENT
Level : PROFESSIONAL
Valid until : 01-10-2020
Name or Company :
Wroclaw University of Technology (Student)
Activation key :
sp01011020f616edef4eb470
Budowa układów kinematycznych Układ rzeczywisty
Budowa układów kinematycznych Elementy budowy
Struktura układów kinematycznych człony
Człon to element układu kinematycznego, który wchodzi w połączenia ruchowe z innymi członami.
Podział funkcjonalny członów:
• człony czynne (napędowe) – 2• człony bierne (napędzane) – 1• człony pośredniczące – 3• człon nieruchomy (podstawa ) - 0
Struktura mechanizmu płaskiego:
n- liczba członów
p1 – liczba par I klasy
p2 – liczba par II klasy
n-1 - liczba członów ruchomych
3(n-1) - liczba stopni swobody członów ruchomych
3-i - liczba stopni swobody odebranych przez jedną parę i-tej klasy
Struktura układów kinematycznych Łańcuchy kinematyczne płaskie – ruchliwość W
W= 3(n-1) – 2p1 – p2
W= 6(n-1) – 5p1 – 4p2 – 3p3 – 2p4 – p5
W= 3(n-1) – 2p1 – p2
WR = W –WL +RB
WR - ruchliwość rzeczywistaW - ruchliwość teoretycznaWL- ruchliwość lokalnaRB - więzy bierne
Struktura układów kinematycznych Interpretacja ruchliwości
n=8 p1=6p3=3p2= p4= p5=0
W= 6(n-1) – 5p1 – 4p2 – 3p3 – 2p4 – p5
W=3
Struktura układów kinematycznych Łańcuchy kinematyczne – ruchliwość W
W=3
Układ kinematyczny jest jednobieżny jeżeli liczba członów czynnych (napędów) jest równa
ruchliwości.
Struktura układów kinematycznych Łańcuchy kinematyczne – ruchliwość W
Mechanizmem nazywamy jednobieżny łańcuch kinematyczny zaprojektowany do przekształcanie ruchu jednego lub kilku członów na ruch innych członów.
Struktura układów kinematycznych Ruchliwość lokalna WL
WR=2
WL=0
W=2
WR=W-WL
WL=1
k=4 p1=3 p2=1W = 3(n-1) - 2p1 - p2
W=2
WL
Struktura układów kinematycznych Ruchliwość lokalna WL
Struktura układów kinematycznych Więzy bierne
Struktura układów kinematycznych Więzy bierne
n=2 p1=2p2=p3=p4=p5=0W= - 4
W= 6(n-1) – 5p1 – 4p2 – 3p3 – 2p4 – p5
n=2 p1=1p2=p3=p4=p5=0W= 1
Struktura układów kinematycznych Więzy bierne
WR = W – WL +RB
1 = 1 – 0 + 0
Założenia:n=2 WR= 1WL=0RB=0W=1
? ?
1= 6(n-1) – 5p1 – 4p2 – 3p3 – 2p4 – p5
p1= ?p2= ?p3= ?p4= ?p5= ?
W= 6(n-1) – 5p1 – 4p2 – 3p3 – 2p4 – p5
5p1 + 4p2 + 3p3 + 2p4 + p5 = 5
Struktura układów kinematycznych Więzy bierne
? ?5p1 + 4p2 + 3p3 + 2p4 + p5 = 5
p1 p2 p3 p4 p5
1. 1 0 0 0 0
2. 0 1 0 0 1
3. 0 0 1 1 0
…… … … …. …
III IV
Sposoby zapisu struktury
Sposoby zapisu struktury
Zapis postaci par kinematycznych:
Sposoby zapisu struktury
Schematy mechanizmu jarzmowo-krzywkowego: a) kinematyczny, b) strukturalny
Przykłady wzorów chemicznych – metylocykloheksan: 1 – prosty wzór sumaryczny, 2 –rozwinięty wzór sumaryczny, 3 – szkieletowy, płaski wzór strukturalny, 4 – szkieletowy, przestrzenny wzór strukturalny, 5 – pełny wzór strukturalny
Sposoby zapisu struktury
FORMY ZAPISU UKŁADÓW KINEMATYCZNYCH
5
4
3
2
1
01001
10101
01010
00101
11010
54321
M
K1
K2
Kz
Synteza strukturalnamechanizmów
Etapy syntezy mechanizmów:
Założenia: Rozwiązania (dobór struktury):
Skąd rozwiązania:- pomysły, naśladownictwo,- intuicja ...Czy metody:
synteza strukturalna
Cele Syntezy Strukturalnej
1. Generowanie rozwiązań strukturalnych mechanizmów
2. Budowanie katalogów wszystkich teoretycznie możliwych rozwiązań
3. Szukanie rozwiązań optymalnych strukturalnie
Metody Syntezy Strukturalnej
- metody elementarne,
- metody transformacji struktury (np. metoda inwersji),
- metody ogólne (np. metoda łańcucha pośredniczącego).
Metody elementarne
Zestawienie wszystkich sposobów mocowania
siłownika
Obudowa górnicza – dobór elementów podporowych
Zestawienie wszystkich sposobów mocowania
siłownika
Metody transformacji struktury
Metoda inwersjiMetoda ta umożliwia wykorzystanie jakiegokolwiek znanego
już rozwiązania do tworzenia zbioru innych rozwiązań o tej samej liczbie członów i par.
Przykład zastosowania metody do syntezy ładowarki
Przykład zastosowania metody do syntezy ładowarki
Rozwiązania mechanizmów uzyskane metodą inwersji