teoria maszyn i podstawy automatyki semestr zimowy 2016/2017

< >

Teoria maszyn i podstawy automatykisemestr zimowy 2016/2017

dr inż. Sebastian Korczak

Politechnika WarszawskaWydział Samochodów i Maszyn Roboczych

Instytut Podstaw Budowy MaszynZakład Mechaniki

http://www.ipbm.simr.pw.edu.pl/

< >

Teoria maszyn i podstawy automatyki

semestr zimowy 2016/2017

inżynieria pojazdów elektrycznych i hybrydowych / mechatronika

wykład: 30 godzin

projekt: 15 godzin

ECTS: 2+2

Typ zaliczenia: E / Z1

< >




wykład: 30 godzin

projekt: 15 godzin

ECTS: 2+2


Warunek dopuszczenia do egzaminu:zaliczenie zajęć projektowych na ocenę co najmniej dostateczną

< >




wykład: 30 godzin

projekt: 15 godzin

ECTS: 2+2


Warunek dopuszczenia do egzaminu:zaliczenie zajęć projektowych na ocenę co najmniej dostateczną

Warunek zaliczenia zajęć projektowych:Oddanie i przyjęcie przez prowadzącego grupę wszystkich projektóworaz uzyskanie co najmniej dostatecznej oceny końcowej

< >




wykład: 30 godzin

projekt: 15 godzin

ECTS: 2+2


Zasady-studiowania-na-wydziale-SiMR-w-roku-akademickim-2016-2017

“Terminem ustalenia oceny zaliczenia przedmiotu typu „Z1” jestostatni dzień sesji egzaminacyjnej danego semestru”

< >




wykład: 30 godzin

projekt: 15 godzin

ECTS: 2+2



“Zaliczenie wchodzących w skład przedmiotu typu „E” ćwiczeńlaboratoryjnych lub projektowych może być honorowane w latachnastępnych na podstawie decyzji osoby odpowiedzialnej zaprzedmiot.”

< >




wykład: 30 godzin

projekt: 15 godzin

ECTS: 2+2



“Zaliczenie wchodzących w skład przedmiotu typu „E” ćwiczeńlaboratoryjnych lub projektowych może być honorowane w latachnastępnych na podstawie decyzji osoby odpowiedzialnej zaprzedmiot.”

UWAGA: osoby z zaliczonym projektem w roku akademickim 2015/2016 muszą zgłosić to na pierwszych zajęciach prowadzącemu grupę.

< >

Harmonogram zajęć06.10.2016 – wykład 113.10.2016 – wykład 220.10.2016 – wykład 327.10.2016 – wykład 403.11.2016 – wykład 510.11.2016 – zajęcia zgodnie z planem piątkowym17.11.2016 – wykład 624.11.2016 – wykład 701.12.2016 – wykład 808.12.2016 – wykład 915.12.2016 – wykład 1022.12.2016 – wykład 1123.12 – 1.01 – przerwa świąteczna05.01.2017 – wykład 1212.01.2017 – wykład 1319.01.2017 – wykład 1426.01.2017 – wykład 1530.01 – 10.02 – sesja zimowa

< >

ZAJĘCIA PROJEKTOWE

rozpoczną się najwcześniej 7.11.2016

informacja i harmonogramwykład, strona www, tablica koło pokoju 2.8

< >

EGZAMIN

Egzamin pisemny sprawdzający wiedzę i umiejętności zdobyte na wykładzie.

< >

OCENA OSTATECZNA Z PRZEDMIOTU

ocena_końcowa=ocena_z_projektu+ocena_z_egzaminu

2

< >

Kontakt:dr inż. Sebastian Korczakpokój: 2.8be-mail: [email protected]: wtorki 10:00-11:00, czwartki 12:00-13:00strona z prezentacjami i materiałami: http://myinventions.pl/dydaktyka/

< >

BHP

< >

PROGRAM WYKŁADU

1. Mechanizmy – ruchliwość, prędkości i przyspieszenia, dynamika.2. Dynamika maszyn – równanie ruchu, koło zamahowe.3. Podstawowe obiekty automatyki i ich charakterystyki.4. Schematy blokowe.5. Regulatory.6. Stabilność.

szczegółowy program: strona internetowa, tablica

sebastian

Textbox

zamachowe.

< >

PROGRAM ZAJĘĆ PROJEKTOWYCH

< >

LITERATURA

1. T. Kołacin „Podstawy teorii maszyn i automatyki. Oficyna Wydawnicza Politechniki Warszawskiej, Warszawa, 2005.

2. A. Olędzki „Podstawy teorii maszyn i mechanizmów” WNT Warszawa 1987.

3. Z. Parszewski „Teoria maszyn i mechanizmów” WNT Warszawa.

4. M. Żelazny „Podstawy automatyki” Wydawnictwa Politechniki Warszawskiej, Warszawa.

5. T. Kołacin, A. Kosior: Zbiór zadań do ćwiczeń z podstaw automatyki i teorii maszyn, Wydawnictwa Politechniki Warszawskiej, Warszawa 1990.

6. D. Holejko, W. Kościelny, W. Niewczas: Zbiór zadań z podstaw automatyki, WPW, Warszawa.

< >

ZWIĄZKI Z INNYMI PRZEDMIOTAMI

mechanika ogólna Irównania różniczkowemechanika ogólna II

symulacja układów dynamicznychsystemy automatyki

teoria ruchu pojazdów elektrycznychprojektowanie napędów

< >

SPOSÓB UCZENIA SIĘ

< > 6.10.2016 TMiPA, Wykład 1, Sebastian Korczak, tylko do użytku edukacyjnego studentów PW 19

Wykład 1

pary kinematyczne, mechanizmy,ruchliwość, więzy bierne

Licencja: tylko do edukacyjnego użytku studentów Politechniki Warszawskiej.


Maszyna, mechanizm

Maszyna – (w znaczeniu technicznym) urządzenie zawierające mechanizm lub zespół współdziałających mechanizmów, służące do przetwarzania energii albo do wykonywania określonej pracy (słownik języka polskiego PWN).

Mechanizm – zbiór elementów (ogniw, członów), które są ze sobą połączone i służą do zamiany wejściowego ruchu lub siły na pożądany wyjściowy ruch lub siłę.

źródło: wikipedia.org, The Boulton & Watt Steam Engine, 1784


Części maszyn

Przekładnie zębate

Przekładnie pasowe

Przekładnie łańcuchowe

Mechanizmy krzywkowe

źródło: https://en.wikipedia.org

pręty hamulce sprzęgła złącza


Elementy mechanizmów

Elementy sztywne – opisane punktami materialnymi bądź bryłami sztywnymi (mechanika ogólna).

Elementy odkształcalne – sprężyny, liny, paski, powietrze, olej itd.

człon = część = element = segment = łącznik = ogniwo


Stopnie swobody

punkt materialny (2D) bryła sztywna (2D)

bryła sztywna (3D)punkt materialny (3D)


Stopnie swobody

2 st. swob.

3 st. swob.

3 st. swob.

6 st. swob.

punkt materialny (2D) bryła sztywna (2D)

bryła sztywna (3D)punkt materialny (3D)


Pary kinematyczne i łańcuchy kinematyczne

Para kinematyczna – ruchome połączenie dwóch sztywnych elementów wywołujące ograniczenia ruchu względnego między nimi.

Łańcuch kinematyczny – połączenie co najmniej dwóch par kinematycznych.

Podstawa – nieruchomy człon mechanizmu.


Pary kinematyczne (3D)

+ =

niepołączone



+ =

6 st. swob. 6 st. swob. razem: 12 st. swob.

W ruchu względnym: 6 st. swob.

niepołączone



+ =



+ =

6 st. swob.

6 st. swob.

W ruchu względnym: 1st. swob.

Jako całość: 7st. swob.



klasa V

obrotowe

= 6 - 1

postępowa śrubowa



klasa IV

walcowa

= 6 - 2



klasa III = 6 - 3

kulista



klasa II = 6 - 4



klasa I = 6 – 5



klasa I, klasa II → nie możliwe w 2D

klasa III → bryła swobodna w 2D



klasa V

obrotowa

= 6 - 1

postępowa



klasa IV = 6 - 2

krzywka

popychacz


Pary kinematyczne

Para niższa – kontakt powierzchniowy

Para wyższa – kontakt punktowy bądź liniowy


Pary kinematyczne

Para zamknięta – zachowanie kontaktu poprzez geometrię

Para otwarta – kontakt zachowany z użyciem dodatkowej siły


Wielokrotne pary kinematyczne

1

2

3

2 człony → 1 para kinematyczna3 człony → 2 para kinematyczna…...


Mechanizmy - przykłady

czworobok przegubowy

a

d

b

c




a+b ⩽ c+d

a

d

b

c

Warunki Grashof'a:

Mechanizmdwukorbowy

b - najkrótszy

b+c ⩽ a+d




a+b=c+da

d

b

c

Mechanizm dwukorbowy współbieżny

a=c


Mechanizmy - przykładyczworobok

przegubowy

a+d<b+c

a

d

b

c

Warunek Grashof'a:

Mechanizm korbowo-wahaczowy

a - najkrótszy


Mechanizmy - przykładyczworobok

przegubowy

a+d>b+c

a

d

b

c

Mechanizm dwuwahaczowy

d - najkrótszy



korbowód

tłok

korba

Ruch posuwisto-zwrony

Mechanizm korbowo-wodzikowy



Scotch yoke

Ruch harmoniczny



rkorba

jarzmo

Mechanizm jarzmowy

kamień



Mechanizm „slotted lever”



Mechanizm „slotted lever”

wolniejszybciej



Mechanizm szybkiego powrotu Whitworth'a



Mechanizm szybkiego powrotu Whitworth'a

wolniej szybciej

< >


czworobok przegubowy -zastosowanie

source: http://en.wikipedia.org/wiki/Pantograph

Pantograf

< >


źródło: http://en.wikipedia.org/wiki/Double_wishbone_suspension

Zawieszenie dwuwahaczowe

czworobok przegubowy -zastosowanie

< >

Mechanizmy - przykładyczworobok przegubowy -

zastosowanie

http://en.wikipedia.org/wiki/Bicycle_suspension

< >


http://en.wikipedia.org/wiki/Watt%27s_linkage

Mechanizm Watt'a

< >


http://en.wikipedia.org/wiki/Chebyshev_linkage

Mechanizm Chebyshev'a

< >


http://en.wikipedia.org/wiki/Peaucellier%E2%80%93Lipkin_linkage

Mechanizm Peaucellier–Lipkin'a

< >


http://en.wikipedia.org/wiki/Scott_Russell_linkage

Mechanizm Scott-Russell'a

< >


http://en.wikipedia.org/wiki/Hoeckens_linkage

Mechanizm Hoeckens'a

< >


http://en.wikipedia.org/wiki/Sarrus_linkage

Mechanizm Sarrus'a

< >


http://en.wikipedia.org/wiki/Linkage_(mechanical)

Pięciobok przegubowy

< >https://en.wikipedia.org/wiki/Chebyshev%27s_Lambda_Mechanism


Mechanizm Lambda Chebyshev'a

< >


http://en.wikipedia.org/wiki/Jansen%27s_linkage

Mechanizm Jansen'a

< >


http://en.wikipedia.org/wiki/Klann_linkage

Mechanizm Klann'a


Ruchliwość łańcucha kinematycznego

Ruchliwość – liczba stopni swobody mechanizmu względem podstawy

Wzory strukturalne (Chebychev–Grübler–Kutzbach)

(3D) F=6N− p1− 2 p2− 3 p3− 4 p4− 5 p5

N− liczba elementów ruchomych

pi − liczba par kinematycznych i-tej klasy





(3D) F=6N− p1− 2 p2− 3 p3− 4 p4− 5 p5

(2D) F=3N− p4− 2 p5







(3D) F=6N− p1− 2 p2− 3 p3− 4 p4− 5 p5

(2D) F=3N− p4− 2 p5



F >= 1 – mechanizm z możliwością ruchu

F < 1 – mechanizm zablokowany alboruchomy z więzami biernymi


Wyznacznie ruchliwości – przykład



F = 0 Zablokowany?



F = 0 zablokowany? Nie! To więzy bierne!



F = 1



Kulisty mechanizm przegubowy(Przegub Cardana, przegub krzyżakowy, sprzęgło wyhylne,

universal joint, Hooke, Hardy Spicer)



Przegub dwukrzyżakowy


Materiały dodatkowe

http://507movements.com/

teoria maszyn i podstawy automatyki semestr zimowy 2016/2017

Documents