K3 вар 1 (Кинематический анализ плоского механизма)

З адание К-3. Определение скоростей и ускорений точек твердого тела при плоском движении.

Вариант № 1.

Найти для заданного положения механизма скорости и ускорения точек В и С. Схема механизма представлена на рис. 1, необходимые для расчета данные приведены в таблице 1.

Рис. 1

Таблица 1.

Лист

К-3

Решение.

1. О пределение скоростей точек.

Вычислим скорость точки А при заданном положении механизма:

V_A = _ОАOA = 240 = 80 см/с.

Скорость точки А направлена перпендикулярна к ОА. Мгновенный центр скоростей С_V находится в точке соприкосновения колес.

Угловая скорость колеса

_К = V_A/r = 80/15 = 5,33 c^-1

Скорости точек В и С:

V_B = _КВС_V;

V_С = _КСС_V,

где

ВС_V = r = 151,41 = 21,2 см,

СС_V = см.

Следовательно,

V_B = _КВС_V = 5,3321,2 = 113 см/с;

V_С = _КСС_V = 5,3321,4 = 114,1 см/с.

Вектор направлен перпендикулярно к отрезку BC_V, а вектор - перпендикулярно к отрезку CC_V в сторону вращения колеса.

V_A

V_C

_К

O _OA C_V A V_B

45

C

r

B

Рис. 2

Лист

К-3

1. Определение ускорений точек.

У скорение точки А складывается из вращательного и центростремительного ускорений:

;

см/с²;

см/с².

Вектор направлен от А к О. Вектор перпендикулярен к вектору и направлен в соответствии с направлением углового ускорения _ОА.

Согласно теореме об ускорениях точек плоской фигуры имеем:

.

Центростремительное ускорение точки В во вращательном движении колеса вокруг полюса А:

см/с².

Вращательное ускорение точки В:

,

где

с^-2,

см/с².

Вектор направлен от В к А. Вектор перпендикулярен к вектору и направлен в соответствии с направлением углового ускорения _K.

Ускорение точки В находим способом проекций:

см/с²;

см/с²;

см/с².

Определяем ускорение точки С:

.

Центростремительное ускорение точки С во вращательном движении колеса вокруг полюса А:

см/с².

Лист

К-3

В ращательное ускорение точки С:

см/с².

Вектор направлен от С к А. Вектор перпендикулярен к вектору и направлен в соответствии с направлением углового ускорения _K.

Ускорение точки С находим способом проекций:

см/с².

y

a_C a_Cy

a_By

a_B

a_A^

_OA _K a_AC^

x O a_Aⁿ A

a_ACⁿ

C

a_Cx 45

a_ABⁿ

a_Bx B a_AB^

Рис. 3

Лист

К-3