Тимофеев Г.А. - Теория механизмов и механика машин, методические рекомендации по решению ДЗ, страница 9

Элеап 1.4.3. Отмечаем прочие точки, представляющие интерес, В нашем примере таких точек иет. 60 Если проводится только расчет кинематики механизма, то на вопрос о проведении силового анализа необходимо давать отрицательный ответ, В этом случае этапы 1.4.1 и 1.4.2 программой пропускаются, однако всегда центры масс звеньев и точки приложеяия сил можно описать на этапе 1.4.3 как обычные точки, если бы иы хотели, например, определить их скорости и ускорения. Эиеал 1.Я. Заполняем таблицу групп Ассура, т,е. перечисляем структурные группы механизма, начиная с группы, связанной с начальным звеном: тип 1 изжил ввкиькв 1 номдр дилды Дизда 1 2,' 3 1 Диада 1 4 ~ Б ~ 2 Имена звеньев могут перечисляться в любом порядке, например, для первой диады допустим ввод; Диада ~ 3 1 2 ! 2 Номера диад вводить не нужно — этот столбец заполняется системой автоматически.

Группы перечисляются в порядке возможности их анализа. Это означает, что внешние пары вводимой группы должны находиться иа начальном звене или на стойке, или быть на звеньях уже введенных ранее групп, За правильностью порядка ввода групп система следит сама, выдавая соответствующие сообщения. Если все введено правильно и ничего ие забыто, то на вопрос: "Описание отруктуры механизма сделано верно Е" можно ответить утвердительно: у. При отрицательном ответе система автоматически возвращается на начальный этап ввода 1.1.

В качестве итога ввода на экране появляется таблица, где перечислен порядок анализа механизма системой. В таблице кроме групп будут указаны и стойка, и начальное звено, и все описанные точки. Эта таблица носит сугубо справочный характер. Второй этап — задание размеров механизма Этап 2.1. Первыми задаются координаты пар стойки. Диалог будет иметь вид: Для вращательных пар: (Тип Д) Координаты пары Пе к -О.ЗБ 7=-0.27 б1 Для поступательной пары: (тип Р) Координаты какой-либо точки, лежащей на направляющей пары Нвз х -0.42 у= 0 Угол до положительного направления пары Нв от оси абсцисс (в град,) Ряю 90 Видно, что поступательная пара задается вектором своего положительного направления — точкой его приложения н его ориентацией.

Точка на направляющей поступательной пары может быть любой — мы выбрали точку, лежащую на пересечении направляющей пары нз с осью ординат. Еще раз напоминаем„что угол уя имеет положительный знак при отсчете против хода часовой стрелки и отрицательный пря противоположном направлении отсчета, В нашем случае угол положительный, поскольку положительное направление осн напран. ляющей пары н5 л|ы приняли направленным вверх.

Заканчиваем ввод пар стойки: (тип П) Координаты пары Ян х О у О, так как точка к — зто начало координат. Эшип 2.2, На этом этапе задаются размеры звеньев. Расстояния задаются в метрах, а углы — в градусах, Диалог в нашем случае будет иметь следующий вид: Звено 1 Расстояние иежду шарнирами А и В равно 0.07 Ватно 3 Расстояния между шарнирами С и П равно 0.15 Звено 2 Расстояние между шарнирами В и С равно 0.3 Звено 4 Лежит ли вращательная пара Н4 на направляющей поступатальной пары Ь2 7 У Ватно 5 Лежит ли вращательная пара Н4 на направлюощай поступательной пары Нз 7 у В обоих случаях (и для звена 4, и для звена 5) ответ был дан утвердительный„поскольку из чертежа видно, что вращательная пара н4 лежит на пересечений линий направляющих поступательных пар ьз и нв.

Этап ЗЗ. Это этап выбора нужной сборки для каждой нз описанных структурных групп. Диалог будет иметь такой вид: 62 Группа (1-го вида) В -С Пары В, С и П обходятся ДЯ часовой стралка 7 Ж Группа (4-го вида) Ья -И4 -Нв Никаких вопросов по группе 4-го вида не задается, поскольку в данном случае у нее нет вариантов сборки, которые нужно выбрать. Эпняп 2.4. Здесь задается положение выделенных точек на звеньях. Особенность программы заключается в том, что на одном звене могут находиться только две пары. Каждая следующая пара (третья и все последующие) трактуется системой как дополнительная точка на звене н обрабатывается по правилам обработки точек. Это никак не сказывается на форме вывода результатов или графическом изображении механизма и приводит лишь к тому, что задание положений таких пар делается на этапе описания точек.

Диалог для нашего механизма будет иметь внш Звано 2 Лежит ли вращательная пара В на направлякяатй поступательной пары Х2 7 М Длина парпендикуляра, опущенного из пары В на направляквцлс пары 72, равна 0.2 Длина перпендикуляра — зто в данном случае длина Вс, поскольку угол Всьз равен 90'. Больше точек в механизме не задано, н теперь начинается диалог задания центров масс и точек приложении внешних сил: Положение центров масс Расстояние от пары А до центра масс В1 звана 1 равно 0 Расстояние от пары В до центра масс В2 звена 2 равно 0.2 Угол от вектора ВС до вектора ВВ2 равен О Расстояние от пары П до центра масс В3 звана 3 равно О Расстояние от пары Н4 до цвнтра масс Вв звана 5 равно 0 Поскольку расстояния до точек в1, вз и вв нулевьш, вопросов об углах ориентации векторов до этих точек машиной не задается (для определенности в системе они принимаются нулевыми).

Половника точтк приложения сил Расстояние от пары Н4 до точки Рв приложении силы к зввну 5 равно 0 63 Последним вопросом зтога этапа будет: Полокение всех точек ка звеиьих задано правильиоз Г Этот вопрос задается системой, чтобы можно было, еще не приступив к анализу механизме„скорректировать некоторые заведомо неверно введенные размеры и признаки. Эняан 2.5. Задание масс и сил Эляин 2.5,1.

Задание инерционных характеристик тех звеньев, для которых на этапе 1.4.1 были заданы центры масс: Звено 1. Мессе звена равка (и кг) 00 Момент инерции звена равен (в кх *мЯм) 5 Звено 3. Массе авена равна (в кг) 70 Момент инерции звена равен (в кгямям) 0.5 Звено 2. Масса звена равна (в кг) Момент инерции звена равен (в кгямям) 2 Звена 5. Масса анена равна (в кг) 50 Момент инерции авена ранен (в кг*мьм) 0 Для звена 5 момент инерции не был задан, поэтому в расчете мы им пренебрегаем, т. е. приравниваем к нулю.

Звенья появляются в том же порядке, в каком давались имена центрам масс. Этап 2.5.2, Задание внешних снл: Сила, прилокеииви в точке ВЗ звена З,равна 6000 И Наклон вектора сжлы к оси абсцисс равен (в град.) 00 Углы, как и раньше, задаются в градусах и имеют знак, Силы веса нет необходимости описывать как внешние силы — они рассчитываются системой автоматически по заданным массам звеньев. Эншл 2.5.5. Задание внешних моментов, действующих на звенья: Виеииий момент ка звене 3 равен 0 Н*м Виеиний момент на звене 2 равен 0 Н*м Виеииий момент на звене 5 равен 0 Ням На этом этапе автоматически перечисляются все подвнжныс звенья, кроме начального звена (в нашем случае звена 1).

Это исключение начального звена связано с тем, что прн кинетостатичеоком расчете будет определяться уравновешивающий момент именно на начальном звене, и наличие дополнительного внешиегс момента на нем просто скорректирует значение расчетного уравновешивающего момента — поэтому его можно специально нс 64 задавать. Звенья перечисляются в том порядке„в каком они хранятся в таблицах системы. Последним вопросом описания механизма будет: "Заданы размеры всех звеньев и точек ?", Отвечая на него утвердительно т„мы выходим из этапа задания размеров, и исправить чта-либо в механизме можно будет только через строку главного меню ИЗМЕНЕНИЕ РАЗМЕРОВ.

Третий этап — этап визуальной проверки правильности описании механизма Этот этап является последним при описании механизма с использованием клавиатуры, при вводе механизма из файла этот этап отсутствует. На нем требуется ввести угол поворота начального звена для того, чтобы машина смогла по введенным данным воспроизвести механизм на экране. Это самый эффективный способ самопроверки. Можно вводить любой угол, прн котором механизм существует, но лучше всего ввести тот, который соответствует схеме, приведенной в задании илн на эскизе, с которого, собственно, и описывался механизм. Обращаем Ваше внимание на то, что в программе Е)1АОА принято в качестве положительного направления вращение иротив хода часовой стрелки и углы отсчитываются от оси абсцисс. Поэтому угол, заданный на рис. 1.1 величиной 30', в программе следует заменить на угол 150'.

После этого будет изображена схема механизма, сгенерированного машиной по введенным данным в процессе диалога. Нажатие любой клавиши выведет на главное меню программы. Если схема механизма на экране соответствует заданной, то можно переходить к следующему этапу — собственно расчету кинемятическнх и силовых характеристик, если же нет„то придется вернуться на один нз начальных этапов, Особенность программы такова, что, возвратившись, например, на этап описания структуры механизма, необходимо будет затем повторить и весь диалог с заданием размеров механизма. При сравнении машинной схемы механизма с заданной следует иметь в виду, что изображение структурной схемы иа экране не всегда тождественно схеме задания, главным образом из-за некоторой неоднозначности в изображении ряда структурных групп, 65 Это касается в первую очередь групп 5-го и 3-го видов с поступательными парами.

Всякое расхождение в изображениях схем следует внимательно анализировать. Если все-таки машина нарисовала схему, принципиально отличную от задаикой, то ошибки нужно искать прежде всего в описакии сборок и задании углов между векторами. Еще раз яапомним, что углы задаются со знаком (положительный угол — при отсчете против движеяия часовой стрелки). Для коррекции механизма необходимо выйти нз этапа„нажав любую клавишу, и перейти ка пункт меню ИЗМЕНЕНИЕ РАЗМЕРОВ„где повторить ввод размеров, вяимательио следя за направлением отсчета углов и правильностью задания признаков сборки.

Для облегчеяия проведения этого этапа машина выдает подсказку о тех значения параметров, которые бьни введены ранее. С кими можно согласиться, набрав клавишу <Еп1ег>, или отказаться и набрать новое значеиие, возможно„с другим знаком, Иногда ошибки описания механизма столь велики, что машина не в состоянии по введенным данным нарисовать мехакизм. На экран выводится сообщение: "мехаииам не собираееси". Единственкой надежяой рекомендацией в этом случае может быль только тщательный критический анализ всей введенной информации — размеров, сборки и даже структуры. Можно также попробовать изменить угол поворота начального зевка, главным образом для того, чтобы все-таки увидеть механизм, который получился по введенным данным, и тем самым выявить этап, ка котором дону- щена ошибка, поскольку ясно„ что механизм описан неверно.