Реферат: Определение абсолютной скорости и ускорения точки в механизме
Задача 1
Для заданной механической системы определить ускорения грузов и натяжения в ветвях нитей, к которым прикреплены грузы. Массами нитей пренебречь. Трение качения и силы сопротивления в подшипниках не учитывать. Система движется из состояния покоя.
/>
Данные:
G1=2G, сила тяжести
G2=G, сила тяжести
G3=2G, сила тяжести
R/r=3
i2x =2r, радиус инерции
f =0.2, коэффициент трения скольжения
Решение
/>
/>
т.к. a1=a3тозаменимa1=a3=a
/>
T3-2
/>
Задание K2
Движение груза 1 должно описываться уравнением />, где t-время (с), />-некоторые постоянные. В начальный момент времени (t=0) положение груза определяется координатой />, и он имеет скорость />. Учесть, что в момент времени t=t2 координата груза равна/>. Определить коэффициенты />, при которых осуществляется требуемое движение груза 1. Определить также в момент времени t=t1, скорость и ускорение груза и точки М одного из колес механизма.
/>
Данные:
R2=45, cм
r2=35, см
R3=105, см
x=8, см
V=5, см/с
x2=124, см
t2=4, см
t1=3, см
Решение
Нахождение коэффициентов />
/>; />; />;
Скорость груза 1:
/>
/>, />, />
Уравнение движения груза 1:
/>
Скорость груза 1:
/>;/>
Ускорение груза1:
/>
/>/>/>/>/>
/>; />
/>
/>
--PAGE_BREAK--/>
Результаты вычислений для заданного момента времени t=t1
V, см/с
а, см/с2
/>, рад/с
Е3, рад/с2
VM, см/с
/>, см/с2
/>, см/с2
/>, см/с2
41
12
0,48
0,14
50,4
24,2
14,7
28,3
/>
Вариант 6
Постановка задачи: Найти для заданного положения механизма скорости точек В и С, а также угловую скорость и угловое ускорение звена к которому эти точки принадлежат.
/>
Дано: r = 15 cм, OA=40 см, AC=6 см, wOA=1 рад/с, w1=1 рад/с, eOA=0 рад/с2.
Найдем скорость точек С и В приняв за полюс точку А
Тогда скорости точек В и С запишутся как соответствующие суммы скоростей:
скорость полюса А во вращательном движении относительно точки о и скорость точки во вращательном движении относительно полюса А
Uc=Ue+UrгдеUe=wOA*OA; Ur=w2*AC; Ur=1*40=40 cм/c
Ub=Ue+UrгдеUe=wOA*OA; Ur=w2*AB
Найдем угловую скорость w2
w2=UA/ACU
/>где UK= w1*OK; ОК=ОА-r OK=40-15=25; UK=1*25=25 cм/c;
КСU=r-ACU; UА= wОА*ОА =1*40=40; => 40ACU=25*15-25ACU=5.769 см
w2=40/5.769=6.933
получаем скорости точек С и В:
UCr=6.933*6=41.59cм/c />
UCa=/>=194.978см/с
UBr=6.933*15=103.995 cм/c
UBa=/>cм/c
Найдем ускорения точек С и В
аа=аA+an+at
аA=wоа2*OA=40см/с2; ткeOA=0 тоat=0;
для точки С an=w22*AC=48.066*6=288.39 см/с2;
ааC=/>=331.71
для точки B an=w22*AВ=48.066*15=720.099 см/с2;
ааB=/>см/с2
Вариант № 7
/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>
/>/>
/>
Точка М движется относительно тела D Определить абсолютную скорость и абсолютное ускорение точки М.
Дано: хе=хе(t)=3t+0.27t3 (см), t1=10/3 (см), R=15 (см), jr=0.15pt3.
Решение
Примем за центр отсчета точку О- центр вала К тогда скорость центра в движении вдоль оси Х определится как Uе= хе`(t)=3+0.81t2, а угловая скорость точки М во вращательном движении вокруг центра О определится как w=jr`=0.45pt2. Тогда относительная скорость точки М определится как Ur=0.45pt2*R.
Абсолютная скорость точки в момент времени t=10/3 =>
Ua=/>=/>==235.924 (см/c).
Найдем абсолютное ускорение точки М.
aa= ae+ar+acor
Переносное ускорение точки М:
аe= Ue`=1.62t.
Относительное ускорение
ar=/>где аt=Ur`=0.9pt*R, an=w2*R.
продолжение--PAGE_BREAK--
ar=/>
Кореалисово ускорение acor=2wеUr=0. т.к. wе=const.
Т. к. ar перпендикулярно ае то
aa=ar+ ае=/>
aa(t=10/3)=381.37
Исходные данные приведены в таблице:
m1
m2
m3
R3,см
α
β
f
δ
S,м
/>
m
3m
m
28
30º
45º
0,10
0,2
1,5
?
Применим к решению задачи теорему об изменении кинетической энергии механической системы:
/>/>, где />, т.к. в начале
система покоилась.
/>— сумма работ внутренних сил (нерастяжимых нитей абсолютно твердых тел).
Следовательно, уравнение (1) принимает вид
/>/>
Вычислим кинетическую энергию системы:
/>/>
Тело 1 движется поступательно
/>
Тело 2 вращается вокруг оси Z
/>; />
Тело 3 совершает плоскопараллельное движение, P-мгновенный центр скоростей
/>; где />;
/>; />
/>
Подставим />в />уравнение:
/>
/>/>
Найдем работу всех внешних сил при перемещении груза 1 на S1
/>
/>
/>
/>
/>,
где />, />
/>и />, т.к. />и />/>
/>, т.к. центр масс неподвижен
/>/>
/>/>
Подставим />и />во />уравнение:
/>
ОТВЕТ: />
/>
Рис. 1. Условие
/>
Рис. 2. Составим уравнения равновесия части CD
Xk= Xc= 0
Yk= Yc+ YD= 0
Mc= 3YD M = 0
Составим уравнения равновесия части ACB
/>
Рис. 3
Xk= XA+ XcP2cos60 +2q=0
Yk= YA+ YB+ YcP2sin60 P1= 0
MA= 2q·1 + 6YB3P2sin60 +3Yc3Xc=0
Решаем систему уравнений и получаем (в кН) Xc=0, Yc=6.66, Xa=0.5, Ya=10.03, Yb=0.364, Yd=6.667.
/>
Рис. 4. Анализируя реакцию YB, заменим шарнир на скользящую заделку. Из уравнения проекций на ось y для части CD получим Yd=0.
/>
Рис. 5. Запишем сумму моментов для всей системы в целом относительно опоры A (Рис.
6)/>
Рис. 6
MA= 2q·1 + 6YB3P2sin60 M=0
Вычислим Yb=7.031кН.
Вывод:для первого способа соединения исследуемая реакция меньше.