Сұрақтар: Бөлшектер, буындар, кинематикалық жұптардың классификациясы Кинематикалық тізбектер
жүктеу/скачать 20.27 Kb.
|
|
Тақырып 1: «Машиналармен механизмдердің құрылымы және классификациясы» Сұрақтар: 1. Бөлшектер, буындар, кинематикалық жұптар 2.Кинематикалық жұптардың классификациясы 3. Кинематикалық тізбектер 4. Механизмдердің негізгі түрлері Кинематика (гр. kіnma, kіnmatos – қозғалыс) — механиканың, дене қозғалысының геометриялық қасиеттерін, олардың массасы мен әсер етуші күштерді ескермей зерттейтін бөлімі. Классикалық механиканың бөлімі. Ол дененің неліктен осылай қозғалатынын түсіндірмейді, бірақ "Дене қалай қозғалады?" деген сұраққа жауап береді. Қозғалыс Кинематикасындағы әдістер мен тәуелділіктер әр түрлі механизмдердегі, машиналардағы, т.б. қозғалыстарды есептеуде, сондай-ақ динамика есептерін шешуде пайдаланылады. Соның ішінде қозғалыстың екі түрі болады. Олар: ілгермелі және айнымалы. Ілгермелі қозғалыс - дененің кез келген екі нүктесін қосатын түзу сызық өзіне-өзі параллель күйде қозғалатын. Мұндай қозғалыс кезінде дененің барлық нүктелері бірдей қозғалады, сондықтан ілгермелі қозғалысты қарастырылады, оның тек бір ғана нүктесінің қозғалысын қарастыру жеткілікті. Бұл жағдайда қозғалысты сипаттау үшін материал нүкте ұғымын қолдануға болады. Механикалық қозғалыс - дегеніміз уақыт өтуіне қарай дененің немесе оның кейбір бөліктерінің санақ денесі деп аталатын басқа денелерге қатысты кеңістіктегі орын ауыстыруы. Зерттелетін нысанның қасиеттеріне байланысты Кинематика: нүктелер Кинематикасы, қатты денелер Кинематикасы және үздіксіз өзгеріп отыратын орта (деформаланатын денелердің, сұйықтықтардың, газдардың) Кинематика сы болып бөлінеді. Жерге қатысты белгілі бір биіктіктен түсірілген денелер қозғалыс бағытын өзгертпей, вертикаль бағытта жер бетіне жетеді. Жоғарыдан түсірілген дене еркін түсу қозғалысы барысында Жердің тартылысы әсерінен денелер тұрақты және бағыты төменге бағытталған үдеуге ие болады (g=9.8 м/2). Жерге қатысты белгілі бір биіктіктен бастапқы жылдамдықсыз түсірілген дененің Жердің тартылысы әсерінен жасайтын қозғалысы дененің еркін түсуі дейміз. Еркін түсу қозғалысын сипаттайтын теңдеулер: h=1/2gt2( t уақытта жүрілген жол), V=gt (t уақыттан кейінгі жылдамдық), V=2gh(Уақытқа тәуелсіз жылдамдық) Дененің шеңбер бойымен өзара тең аралығында бірдей жол жүруі бірқалыпты шеңбер бойымен қозғалыс деп аталады. Дененің шеңбер бойымен қозғалыс барысында дененің бір айналымға жұмсалған уақыты период Т, ал бірлік уақытта жұмсалған айналым саны жиілік ʋ деп аталады. Санақ жүйесі деп санақ дененсінен, онымен байланысқан координаталар жүйесінен және уақыт есептейтін аспаптан тұратын жүйені айтады. Координаталар жүйесі мен санақ жүйесі бір нәрсе емес және оларды шатастыруға болмайды. Кинематикада кез келген нысанның қозғалысы белгілі бір денемен (санақ денесі) салыстырыла отырып зерттеледі. Қарастырылып отырған нысанның орны, санақ жүйесінің көмегімен, санақ денесі деп аталатын белгілі бір денемен салыстырмалы түрде анықталады. Санақ жүйесі зерттеу мақсатына байланысты алынады. Кинематикада нүктелер мен денелер қозғалысының берілу тәсілі және қозғалыс теңдеулері бойынша қозғалыстың Кинематикалық сипаттамалары (траектория, жылдамдық, үдеу, бұрыштық үдеу, т.б.) анықталады. Нүктенің қозғалысын сипаттау үшін табиғи, координаттық және векторлық деп аталатын үш тәсілдің бірі пайдаланылады. Табиғи (немесе траекториялық) тәсіл нүктенің таңдап алынған санақ жүйесімен салыстырғандағы траекториясы белгілі болғанда ғана қолданылады. Координаттық тәсілде нүктенің (M) санақ жүйесімен салыстырғандағы орны үш координатпен (x, y, z) анықталады, ал оның қозғалыс заңы x=f1(t), y=f2(t) және z=f3(t) түріндегі үш теңдеумен беріледі. Соңғы үш теңдеуден t-ны шығара отырып, нүктенің траекториясын табуға болады. Векторлық тәсілде нүктенің санақ жүйесімен салыстырғандағы орны санақ нүктесінен қозғалған нүктеге дейін жүргізілген r радиус-вектормен анықталады, ал қозғалыс заңы r=r(t) түріндегі векторлық теңдеумен беріледі. Қозғалған нүктенің жылдамдығы мен үдеуі оның негізгі Кинематикалық сипаттамасы болып есептеледі. Қатты дене қозғалысының берілу тәсілі қозғалыстың түріне, ал қозғалыс теңдеуінің саны оның еркіндік дәрежесінің санына байланысты болады. Қатты дене қозғалысының қарапайым түріне, оның ілгерілемелі қозғалысы мен айналмалы қозғалысы жатады. Қлгерілей қозғалған дененің барлық нүктесі бірдей жылдамдықпен қозғалатындықтан, оның қозғалысы бір нүктенің қозғалысы тәрізді қарастырылады. Кинематикада нүктелердің не денелердің күрделі қозғалысы, яғни өзара орын ауыстыратын екі (не одан да көп) санақ жүйесімен салыстырғандағы қозғалысы (бір уақыттағы) зерттеледі. Мұндай жағдайда санақ жүйесінің бірі негізгі жүйе (кейде оны шартты түрде қозғалмайтын деп), ал онымен салыстырғанда орын ауыстыратын санақ жүйесі қозғалмалы жүйе деп аталады. Жалпы жағдайда, қозғалмалы санақ жүйесі бірнешеу болуы мүмкін. Үздіксіз орта Кинематикасында сол ортаның берілу тәсілдері табылып, деформалануының жалпы теориясы қарастырылады, сондай-ақ, ортаның үздіксіздік шартын бейнелейтін үздіксіздік теңдеуі анықталады. Бұрамалы кинематикалық жұп Бұрамалы кинематикалық жұп (Винтовая кинематическая пара) — төменгі кинематикалық жүптың салыстырмалы бұрамалы қозғалысы. Ол айналмалы және ілгерімелі қозғалса да, оның екіндік дәрежесі бірге тең болады. Себебі, екі қозғалыс бір-біріне тәуелді, яғни дене ілгерлеімелі қозғалуы үшін айналып қозғалуы қажет. Бұрандалы шеге бұрамалы кинематикалық жұптың мысалы болып табылады. Кинематикалық жұп Кинематикалық жұп (Кинематическая пара) — салыстырмалы қозғалыстағы жанасқан буындардың қосынды Машина жасауда а кинематикалық тізбек жиынтығы болып табылады қатты денелер байланысты буындар шектеулі (немесе қалаған) қозғалысты қамтамасыз ету математикалық модель үшін механикалық жүйе. Сөздің таныс қолданылуындағы сияқты шынжыр, қатты денелер немесе звенолар басқа звенолармен байланысымен шектеледі. Мысал ретінде кәдімгі тізбек сияқты тізбектей байланыстырылған буындар арқылы пайда болған қарапайым ашық тізбекті келтіруге болады кинематикалық типтік роботтың моделі манипулятор. Екі буын арасындағы байланыстардың немесе буындардың математикалық модельдері деп аталады кинематикалық жұптар. Кинематикалық жұптар ілмекті және сырғымалы қосылыстарды негізге алады робототехника, жиі шақырылады төменгі жұптар және өте маңызды беттік байланыс түйіспелері камералар және тісті беріліс, деп аталады жоғары жұптар. Бұл буындар әдетте модельденеді холономикалық шектеулер. A кинематикалық диаграмма - кинематикалық тізбекті көрсететін механикалық жүйенің схемасы. Кинематикалық тізбектердің заманауи қолданысына дәлдік механизмдеріндегі иілу түйіспелерінен туындайтын сәйкестік жатады сәйкес механизмдер және микроэлектромеханикалық жүйелержәне кабельдік роботта және шиеленісу жүйелер. Кинематикалық тізбектерді талдау Кинематикалық тізбектің шектеу теңдеулері тізбектегі буындардың өлшемдеріне дейін әр түйіспеде берілген қозғалыс ауқымын қосады және құрайды алгебралық теңдеулер деп аталатын кіріс параметрлерінің нақты мәндерімен байланысты тізбектің конфигурациясын анықтау үшін шешіледі еркіндік дәрежесі. Кинематикалық тізбектің шектеу теңдеулерін қолдану арқылы алынады қатты түрлендірулер [Z] әр қосылыстың рұқсат етілген салыстырмалы қозғалысын сипаттауға және әр түрлі қатты түрлендірулерге [X] әр буынның өлшемдерін анықтау үшін. Тізбектелген ашық тізбек жағдайында нәтиже - тізбектің табанынан оның соңғы буынына ауыспалы түйіспелі және буындық түрлендірулердің ауыспалы қатаң түрлендірулерінің кезектілігі, ол соңғы буын үшін көрсетілген позицияға теңестіріледі. Тізбегі n тізбектей жалғанған сілтемелерде кинематикалық теңдеулер бар, қайда [Т] - бұл соңғы сілтемені анықтайтын трансформация - тізбектің оған бекітілген жер рамасынан тұратын «нөлдік» звено бар екенін ескеріңіз. Бұл теңдеулер деп аталады алға кинематика тізбекті тізбектің теңдеулері. Күрделілігі кең кинематикалық тізбектер кинематикалық тізбектің ішінде ілмектер құрайтын тізбекті тізбектердің кинематикалық теңдеулерін теңдеу арқылы талданады. Бұл теңдеулер жиі аталады цикл теңдеулері. Күрделілігі (есептеу тұрғысынан алға және кері кинематика) тізбегі келесі факторлармен анықталады: Оның топология: тізбекті тізбек, а параллель манипулятор, а ағаш құрылым немесе a график. Оның геометриялық форма: қалай көрші буындар бір-бірімен кеңістіктік байланысты? Түсіндіру Кеңістіктегі екі немесе одан да көп қатты денелер қатты дене жүйесі деп аталады. Біз кинематикалық шектеулермен осы тәуелсіз қатты денелердің қозғалысына кедергі жасай аламыз. Кинематикалық шектеулер - қатты денелер арасындағы шектеулер, нәтижесінде қатты денелер жүйесінің еркіндік дәрежесі төмендейді. Кинематикалық тізбектердің синтезі Кинематикалық тізбектің шектеу теңдеулерін керісінше жүйенің қажетті қозғалысының спецификациясынан алынған буындардың өлшемдерін анықтау үшін қолдануға болады. Бұл термин деп аталады кинематикалық синтез. Мүмкін кинематикалық синтездің ең дамыған тұжырымдамасы керек төрт жолақты байланыстар, ретінде белгілі Бурместер теориясы.[8][9][10] Фердинанд Фрейденштейн кинематикалық синтезіне қосқан үлесі үшін қазіргі кинематиканың әкесі деп жиі аталады байланыстар 1950 жылдардан басталды. Оны жаңадан жасалған компьютерді шешу үшін қолдану Фрейденштейн теңдеуі прототипіне айналды компьютерлік дизайн жүйелер. Бұл жұмыс сфералық және кеңістіктік механизмдердің синтезіне жалпыланған. Механизм дегеніміз - бұл бізге жұмыс жүргізуге, яғни қозғалысты беруге немесе түрлендіруге мүмкіндік беретін бөліктер немесе құрылғылар жиынтығы. Электроника дәуірінде сіз екінші деңгейге өткен сияқтысыз, бірақ оның маңыздылығы әлі де маңызды, өйткені физикалық жазықтыққа шығарылатын кез-келген жаратылыс қаншалықты негізгі болса да, механизмдерге мұқтаж болады. Механизмдер ежелгі дәуірден бері зерттелген және олар сіздің өнертапқыш ретінде сіздің қажеттіліктеріңіздің бірі болып қала береді және бола береді. Инженерия, мехатроника, робототехника механизмдерге мұқтаж. Сіз физикалық заңдардың қаншалықты жұмыс істейтінін, олар үшін не істейтінін және олар қалай жұмыс істейтінін білесіз және түсінесіз, сіз жобаңызға бейімделген көптеген нұсқалар мен жаңа тетіктерді жасай аласыз. Рычаг - бұл механизм, жұдырықша, архимед бұрандасы. жүктеу/скачать 20.27 Kb. Достарыңызбен бөлісу:
|