Плоскопараллельное движение твердого тела
Найти для заданного положения механизма скорости и ускорения точек В и С, а также угловую скорость и угловое ускорение звена, которому эти точки принадлежат
В задании приняты следующие обозначения:
OA и OA – величины угловой скорости и углового ускорения водила - кривошипа ОА в заданном положении механизма;
Направления заданной скорости и ускорения изображены на схеме (рис. 4).
Рис. 4. Схема механизма
Дано: ωОА= 8 рад/с, εOA = 9 рад/ с2, OA = 10 см, AВ = 36 см, AC = 15 см,
α=120°.
Найти: vB, vC, ωАВ, aB, aC, εАВ .
Нужно полное решение этой работы?
Решение
Согласно данным задачи, приведенный в условии рисунок принимает вид, показанный на рисунке 5.
Рис. 5. Условие задания 3
1. Анализ структуры механизма. Механизм состоит из двух подвижных звеньев: кривошипа ОА, совершающего вращательное движение вокруг оси Oz, перпендикулярной плоскости рисунка, и шатуна АВ, совершающего плоскопараллельное движение.
2. Расчет скоростей
2.1. Рассмотрим кривошип ОА. Величина скорости точки А определяется по формуле
Скорость точки A направлена перпендикулярно отрезку OA в сторону вращения кривошипа ОА.
2.2. Рассмотрим шатун АВ. Мгновенный центр скоростей шатуна АВ (точка РАВ) находится на пересечении перпендикуляров к векторам скоростей точек А и В т. е. на пересечении продолжения отрезка ОА и перпендикуляра к направляющей ползуна В.
Угловая скорость шатуна АВ:
Модули скоростей точек В и С.
Рассмотрим
По теореме синусов:
Рассмотрим
По теореме синусов:
Находим угловую скорость шатуна АВ:
Для определения направления повернем вектор скорости вокруг полюса
. Направление вращения шатуна АВ противоположно направлению хода часовой стрелки (рис.6).
Находим модуль скорости точки В.
Вектор направлен, вдоль направляющих ползуна, перпендикулярно отрезку в сторону, соответствующую направлению вращения шатуна АВ.
Рассмотрим
По теореме косинусов:
По теореме синусов:
Находим модуль скорости точки С.
Вектор направлен перпендикулярно отрезку в сторону, соответствующую направлению вращения шатуна АВ.
Рис. 6.Расчет скоростей точек В и С
Для проверки расчетов скоростей используем теорему о проекциях скоростей двух точек плоской фигуры на ось, проведенную через эти точки. Эти проекции должны быть равны