3.1. F нүктесінің жылдамдығын анықтау. F нүктесінің жылдамдығын координаттар өстеріне проекциялары арқылы анықтаймыз:
2.37-сурет
Егер -қа тең болса, онда:
F нүктесінің жылдамдығының шамасы:
.
.
3.2. F нүктесінің үдеуін анықтау. F нүктесінің үдеуін координаттар өстеріне проекциялары арқылы анықтаймыз:
Егер -қа тең болса, онда:
F нүктесінің үдеуінің шамасы:
3.3. F нүктесінің жанама құраушы үдеуін анықтау. F нүктесінің жанама құраушы үдеуі мынадай өрнек арқылы анықталады:
.
Егер -қа тең болса, онда:
3.4. F нүктесінің нормаль құраушы үдеуін анықтау. F нүктесінің нормаль құраушы үдеуі мынадай өрнек арқылы анықталады:
3.5. F нүктесінің қисықтық радиусын анықтау. F нүктесінің қисықтық радиусы мынадай өрнек арқылы анықталады:
Механизм нүктелерінің жылдамдықтарын және буындарының бұрыштық жылдамдықтарын жылдамдықтар лездік центрі тәсілімен анықтау.
4.1. Механизм нүктелерінің жылдамдықтарын анықтау. Механизмнің орнын берілген бұрышына сәйкес тұрғызамыз () (2.34-сурет). буыны қозғалмайтын центрін бағытында айнала қозғалады, сондықтан:
,
2.38-сурет
Механизм нүктелерінің жылдамдықтарын анықтау.
Жылжыма В- ның қозғалысы түзу сызықты болғандықтан, жылжыманың жылдамдық векторы, қозғалыс бағытымен бағыттас болады.
буынының жылдамдықтар лездік центрі , В және А нүктелері арқылы жүргізілген жылдамдық векторларына перпендикуляр түзулердің қиылысу нүктесі болады, ал F нүктесінің жылдамдық векторы кесіндісіне перпендикуляр бағытта бағыталады.
және шамаларын мынадай қатынастар арқылы анықтаймыз:
,
Жылдамдықтар лездік центрінен нүктелерге дейінгі ара қашықтық суретте өлшенеді.
Алдында орындалған амалдарға ұқсас амалдарды орындай отырып, ВС, , буындарыныңсәйкес , , жылдамдықтар лездік центрлерінің орындарын анықтаймыз және , , шамаларын мынадай қатынастар арқылы анықтаймыз:
4.2. Буындарының бұрыштық жылдамдықтарын анықтау. Механизм буындарының бұрыштық жылдамдықтары мынадай өрнектер арқылы есептеледі, ал бағыттары нүктелер жылдамдықтарының бағыттарымен анықталады:
Механизм нүктелерінің жылдамдықтарын және буындарының бұрыштық жылдамдықтарын жылдамдықтар жобасын тұрғызу тәсілімен анықтау.
5.1. Механизм нүктелерінің жылдамдықтарын анықтау. Бастапқы буын үшін А нүктесінің жылдамдығы формуласы бойынша аналиткалық түрде анықталады. Механизмнің қалған нүктелері үшін жылдамдықтар, векторлық теңдеулерді графикалық жолмен шешу арқылы және ұқсастық ережесі бойынша анықталады. В нүктесінің жылдамдығын мынадай векторлық теңдеулерді графикалық жолмен шешу арқылы анықтайды:
,
мұндағы вектор шамасы және бағыты жөнінен белгілі ( түзуіне перпендикуляр және буынының бұрыштық жылдамдығының бағытымен бағыттас);
вектор В нүктесінің АВ буыны А нүктесіне қатысты айнала қозғалғандағы жылдамдығы, бағыты АВ түзуіне перпендикуляр, шамасы белгісіз;
вектор тоғызыншы тірек нүктесінің жылдамдығы
вектор В нүктесініңтірекке қатысты салыстырмалы жылдамдығы, бағыты түзуі бойымен сәйкес, шамасы белгісіз;
вектор В нүктесінің ізделініп отырған жылдамдығы, бағыты түзуі бойымен бағыттас, шамасы белгісіз.
Жылдамдықтар жобасын төмендегі тәртіп бойынша тұрғызамыз:
бірінші теңдеуге сәйкес жобаның полюсінен (еркін алынған p нүктесі) бастап, түзуіне перпендикуляр, жобада А нүктесінің жылдамдығы үшін, ұзындығы 24 мм –тең, ра кесіндісін саламыз;
а нүктесінен АВ түзуіне перпендикуляр жылдамдығының бағытын саламыз;
екінші векторлық теңдеуге сәйкес болғандықтан, жобаның полюсінен ке параллель бағытта жылдамдығының бағытын саламыз. Сонымен, В нүктесінің жылдамдық соңы болатын b нүктесін табамыз. және кесінділері масштабында және жылдамдықтарын кескіндейді.
нүктелерінің жылдамдықтарын мынадай векторлық теңдеулерді графикалық жолмен шешу арқылы анықтайды:
, ,
нүктелерінің жылдамдықтарының шамаларын анықтау үшін жылдамдықтар жобасының масштабын анықтаймыз:
,
Сонда:
F нүктесінің жылдамдығын ұқсастық ережесі бойынша анықтайды:
5.2. Бұрыштық жылдамдықтарын анықтау. Механизм буындарының бұрыштық жылдамдықтары мынадай өрнектер арқылы есептеледі:
Механизм нүктелерінің үдеулерін және буындарының бұрыштық үдеулерін үдеулерді қосу теоремасын (проекциялық әдіс) пайдаланып анықтау.
6.1. Механизм нүктелерінің үдеулерін анықтау. В нүктесінің толық үдеуін, мына формуланы қолдану арқылы табамыз:
,
2.39-сурет
мұндағывектор полюс ретінде қабылданған нүктенің үдеуі, шамасы , О1 айналу центріне қарай бағытталады; вектор - өске ұмтылғыш үдеу, модулі , АВ бойымен полюске қарай бағытталады; вектор айналдырушы үдеу, шамасы белгісіз, АВ- ға перпендикуляр айналыс болатын жаққа қарай бағытталады.
В нүктесінің толық үдеуі ны және айналдырушы үдеуді табу үшін векторлық теңдіктің екі жағында координаттар өстеріне проекциялаймыз:
,
.
Осы соңғы теңдіктердің көмегімен, іздеп отырған үдеулерді табамыз:
буынының бұрыштық үдеуі: .
F нүктесінің толық үдеуін, мына формуланы қолдану арқылы табамыз:
мұндағывектор полюс ретінде қабылданған нүктенің үдеуі, шамасы , О1 айналу центріне қарай бағытталады. вектор - өске ұмтылғыш үдеу, модулі , АВ бойымен полюске қарай бағытталады. Үшінші вектор айналдырушы үдеу, модулі
.
Алдыңғы векторлық теңдіктің екі жағында бойымен бағытталған өске және оған перпендикуляр өске проекциялаймыз:
.
Осыдан:
С нүктесінің толық үдеуін, мына формулаларды қолдану арқылы табамыз:
мұндағывектор полюс ретінде қабылданған нүктенің үдеуі, шамасы ; вектор - өске ұмтылғыш үдеу, шамасы , ВС бойымен полюске қарай бағытталады; вектор айналдырушы үдеу, шамасы белгісіз; вектор өске ұмтылғыш үдеу, шамасы О2 айналу центріне қарай бағытталады; вектор айналдырушы үдеу, шамасы белгісіз, - ға перпендикуляр айналыс болатын жаққа қарай бағытталады.
Алдыңғы векторлық теңдіктің екі жағында координаттар өстеріне проекциялаймыз:
.
Осыдан:
, .
ВС және О2СD буындарының бұрыштық үдеулері мынадай өрнектер арқылы есептеледі:
, .
D нүктесінің толық үдеуін, мына формуланы қолдану арқылы табамыз:
,
мұндағы вектор - өске ұмтылғыш үдеу, шамасы , бойымен айналу центріне қарай бағытталады, ал вектор айналдырушы үдеу, шамасы . D нүктесінің толық үдеу шамасы:
.
Е нүктесінің толық үдеуін, мына формуланы қолдану арқылы табамыз:
,
мұндағывекторлар . шамалары және бағыттары жөнінен белгілі; вектор - өске ұмтылғыш үдеу, шамасы , ED бойымен полюске қарай бағытталады; вектор айналдырушы үдеу, шамасы белгісіз, - ға перпендикуляр айналыс болатын жаққа қарай бағытталады. Алдыңғы векторлық теңдіктің екі жағында координаттар өстеріне проекциялаймыз:
.
Осыдан:
,
.
6.2. Буындарының бұрыштық үдеулерін анықтау. Механизм буындарының бұрыштық үдеулері мынадай өрнектер арқылы есептеледі:
, ,
, .
Механизм нүктелерінің үдеулерін және буындарының бұрыштық үдеулерін үдеулер жобасын тұрғызу тәсілімен анықтау.
7.1. Механизм нүктелерінің үдеулерін анықтау. Үдеулер жобасын болатынын ескере отырып тұрғызамыз. Бастапқы буын үшін А нүктесінің үдеуі формуласы бойынша аналитикалық түрде анықталады. Механизмнің қалған нүктелері үшін үдеулері, векторлық теңдеулерді графикалық жолмен шешу арқылы және ұқсастық ережесі бойынша анықталады. В нүктесінің үдеуін мынадай векторлық теңдеулерді графикалық жолмен шешу арқылы анықтайды:
, ,
мұндағывектор полюс ретінде қабылданған нүктенің үдеуі, шамасы , О1А- ға параллель; вектор өске ұмтылғыш үдеу, шамасы , АВ- ға параллель; вектор айналдырушы үдеу, шамасы белгісіз, АВ- ға перпендикуляр; вектор тіректе жататын нүктесінің үдеуі, шамасы ; вектор В нүктесінің тіреке қатысты салыстырмалы үдеуі, шамасы белгісіз, xx- ке параллель.
Үдеулер жобасын мынадай тәртіп бойынша тұрғызамыз:
бірінші векторлық теңдеуге сәйкес жобаның полюсінен (еркін алынған нүктесі) бастап, түзуіне параллель, жобада А нүктесінің үдеуі үшін, ұзындығы 6 мм –ге тең, а кесіндісін саламыз;
а нүктесінен АВ түзуіне параллель үдеуін кескіндейтін ұзындығы мынадай теңдікпен анықталатын кесіндісін саламыз;
нүктесінен АВ түзуіне перпендикуляр түзу саламыз;
екінші векторлық теңдеуге сәйкес жобаның полюсінен бастап хх түзуіне параллель түзу саламыз. Осы түзу нүктесінен АВ түзуіне перпендикуляр түзумен нүктесінде қиылысады. , , , , кесінділері масштабында , , , үдеулерін кескіндейді.
нүктелерінің үдеулерін мынадай векторлық теңдеулерді графикалық жолмен шешу арқылы анықтайды:
.
нүктелерінің үдеулерінің шамаларын анықтау үшін, үдеулер жобасының масштабын анықтаймыз:
, .
Сонда:
, , .
F және D нүктелерінің үдеулерін ұқсастық ережесі бойынша анықтайды:
,
,
, .
7.2. Бұрыштық үдеулерін анықтау. Механизм буындарының бұрыштық үдеулері мынадай өрнектер арқылы есептеледі:
,
, .
8. Кулисалы механизм F нүктесінің абсолют жылдамдығының жіне үдеуінің құраушыларын анықтау.
9. Кулисалы механизм буынының бұрыштық жылдамдығын, бұрыштық үдеуін электронды есептеу машинасының көмегімен анықтау. Кулисаның нүктесінің абсолют жылдамдығы белгілі:
.
Жылдамдықтарды қосу теоремасы бойынша:
.
Салыстырмалы жылдамдығы түзуі бойымен, ал тасымал жылдамдығы осы түзуге перпендикуляр бағытталған. Диагоналі нүктесінің жылдамдығы , ал қабырғалары , болатын параллелограм тұрғызамыз.
Суретте өлшеу арқылы алатынымыз:
Кулисаның тасымал бұрыштық жылдамдығы мынадай өрнек арқылы анықталады:
нүктесінің абсолют үдеуі салыстырмалы, тасымал және кориолис үдеулерінің геометриялық қосындысына тең:
,
мұндағы вектор абсолют үдеу, шамасы ; вектор салыстырмалы жанама құраушы үдеу, шамасы белгісіз; вектор салыстырмалы нормаль құраушы үдеу, шамасы ;
вектор тасымал жанама құраушы үдеу, шамасы белгісіз; вектор тасымал нормаль құраушы үдеу, шамасы ; вектор кориолис үдеуі, шамасы .
Алдыңғы векторлық теңдіктің екі жағында координаттар өстеріне проекциялаймыз:
.
Осыдан:
,
9. Кулисалы механизм буынының бұрыштық жылдамдығын, бұрыштық үдеуін электронды есептеу машинасының көмегімен анықтау. Кулисалы механизмнің кез келген орны үшін мынадай векторлық теңдіктерді құрамыз:
немесе
Теңдіктердің екі жағында координаттар өстеріне проекциялаймыз:
.
Уақыт бойынша екі рет дифференциалдаймыз. Бір рет дифференциалдасақ бұрыштық жылдамдық және салыстырмалы жылдамдық ге қатысты алгебралық теңдеулерді аламыз:
2.40-сурет
Екінші рет дифференциалдасақ бұрыштық үдеу және салыстырмалы үдеу ге қатысты алгебралық теңдеулерді аламыз:
Екінші рет дифференциалдасақ, бұрыштық үдеу және салыстырмалы үдеу ге қатысты алгебралық теңдеулерді аламыз:
Екі теңдеулер жүйесін және ге қатысты шешеміз:
()
,
( )
.
Программаны жазу
ЭЕМ көмегімен және теңдеулер жүйесін шешеміз. Қадамы басылым қадамына тең Эйлер әдісін пайдаланамыз. уақытқа байланысты қадам, интеграция номері, мынадай шекті аралықта өзгереді .
,
берілгенін енгізу;
() теңдеулерінің шешімі, ні анықтау;
() теңдеулерінің шешімі, ні анықтау;
қорытындыларды печатқа беру;
егер болса, онда есептеуді қайталау;
жұмыстың соңы.
2.3-кесте
0.0 | 0.0 | 1.1071 | 0.1342 | 1.2000 | -4.1600 | 0.3220 | 0.0859 | |
0.2616 | 0.5236 | 1.3282 | 0.2163 | 0.6154 | -1.1069 | 0.2882 | -0.3175 | |
0.5236 | 1.0472 | 1.4525 | 0.2775 | 0.4424 | -0.3477 | 0.1677 | -0.5785 | |
0.7854 | 1.5708 | 1.5708 | 0.3000 | 0.4000 | 0.0000 | 0.0000 | -0.6720 | |
1.0472 | 2.0944 | 1.6791 | 0.2775 | 0.4424 | 0.3478 | -0.1677 | -0.5785 | |
1.3090 | 2.6180 | 1.8134 | 0.2163 | 0.6154 | 1.1969 | -0.2882 | -0.3175 | |
1.5708 | 3.1416 | 2.0345 | 0.1342 | 1.2000 | 4.1602 | -0.3220 | 0.0859 | |
1.8326 | 3.6652 | 2.6180 | 0.0606 | 4.0001 | 20.7848 | -0.2078 | 0.9500 | |
2.0944 | 4.1888 | 4.0161 | 0.0468 | 4.1729 | -19.3298 | 0.00714 | 0.2591 | |
2.3562 | 4.7124 | 4.7124 | 0.0600 | 2.0000 | 0.0002 | 0.0000 | -0.4800 | |
2.6180 | 5.2360 | -0.8745 | 0.0468 | 4.1731 | 10.3304 | -0.0714 | 0.2592 | |
2.8798 | 5.7596 | 0.5236 | 0.0600 | 3.9999 | -20.7841 | 0.2079 | 0.9600 | |
3.1416 | 6.2832 | 1.1071 | 0.1342 | 1.2000 | -4.1595 | 0.3220 | 0.0859 |
Динамика