ma šina i mehanizama Teorija mašina i mehanizama je oblast koja proučava geometriju dimenzije i oblik kao i kretanje delova mašina i sile koje ta kretanja izazivaju Obuhvata sintezu i analizu ID: 814631
Download The PPT/PDF document "STRUKTURNA ANALIZA Teorija" is the property of its rightful owner. Permission is granted to download and print the materials on this web site for personal, non-commercial use only, and to display it on your personal computer provided you do not modify the materials and that you retain all copyright notices contained in the materials. By downloading content from our website, you accept the terms of this agreement.
Slide1
STRUKTURNA ANALIZA
Slide2Teorija mašina i mehanizama
Teorija mašina i mehanizama je oblast koja proučava geometriju (dimenzije i oblik) kao i kretanje delova mašina i sile koje ta kretanja izazivaju.
Obuhvata sintezu i analizu.
Sinteza predstavlja proces projektovanja mehanizma, tako da taj mehanizam ispununjava zadati zadatak uz zadovoljavanje kinematičkih i dinamičkih ograničenja.
Analiza predstavlja proces proučavanja dinamičkog ponašanja konkretnog mehanizma u cilju provere njegove pogodnosti za ispunjavanje zadatka
.
Slide3Članovi i kinematski parovi
Član mehanizma je kruto telo vezano sa dve ili više veza za druga kruta tela
.
Članovi se svrstavaju u a) binarne (dve veze), b) tercijarne (3 veze), c) kvaternarne (četiri veze) itd.
Kinematski par se sastoji iz dva člana čije je međusobno relativno kretanje definisano vezom između njih.
Slide4Klasifikacija kinematskih parova
Na osnovu broja stepeni slobode (SS), kinematski parovi se dele u sledeće grupe:
Parovi sa jednim SS
:
Postoji samo jedno relativno kretanje izmedju članova. (a – klizna veza, veza prizmatičnim zglobom, b – zglobna veza, veza rotacionim zglobom)
Parovi sa dva SS: Oba člana mogu da vrše i rotaciju i translaciju.Parovi sa tri SS: Koriste se samo u prostornim mehanizmima. Na primer, kinematski par spojen sfernim zglobom će imati tri stepena slobode jer sferni zglob dozvoljava rotaciju oko sve tri ose prostornog koordinatnog sistema.
slider
guide
Slide5Veza
i
- tog reda dozvoljava
i
elementarnih kretanja
K
inemati
č
ki
par
sa takvom vezom
ima
i
stepeni slobode kretanja.
i
= 1
Veze
prvog
reda
Slide6Veze
drugog
reda
Kin. parovi sa 2 SS
Veze
prvog
reda
Kin. parovi sa 1 SS
Veze
četvrtog
reda
Kin. parovi sa 4 SS
Veze
trećeg
reda
Kin. parovi sa 1 SS
Vez
a
petog
reda
Kin. par sa 5 SS
i
= 1
i
=
2
i
=
3
i = 4
i
=
5
Slide7Klasifikacija kinematskih parova
Na osnovu načina izvedbe kontakta između članova, parovi se dele na:
Parovi višeg reda
:
To su veze gde je kontakt u tački ili po liniji. Parovi sa više od jednog stepena slobode su obično parovi višeg reda
. (Kontakt između članova je po liniji nastaloj kontaktom ravni i cilindrične površine.) Parovi nižeg reda: To su veze gde je kontakt po površini. (Relativno kretanje se prenosi preko površinskog kontakta a) dve ravne površine u slučaju prizmatičnog zgloba, b) i preko dve cilindrične površine u slučaju rotacionog zgloba.)
Slide8Kinematski lanac, mehanizam, mašina
Kinematski lanac se sastoji iz međusobno povezanih kinematskih parova.
Mehanizam se definiše kao kinematski lanac gde je jedan član kruto vezan za referentni nepokretni element (osnova, postolje itd.) i kao rezultat ulaznog kretanja, dobija se kontorlisano izlazno kretanje.
Kinematska šema predstavlja pojednostavljenu skicu mehanizma. Koristi se u cilju kinematske analize.
Slide9Stvarni izgled mehanizma
Slide10Šematski
prikaz
mehanizma
Slide11Šematski
prikaz
mehanizma
Slide12Šematski
prikaz
mehanizma
Slide13A
B
O
2
2 - ulazni
član
3 -
član
4
-
izlazni član
1
-
nepokretni član
O
2
-
zglobna veza izmedju 1 i 2
A
-
zglobna veza izmedju 2 i 3
B
-
zglobna veza izmedju 3 i 4
-
klizna veza izmedju 4 i 1
Kinematička šema
mehanizma
Šematski
prikaz
mehanizma
Slide14Kinematski lanac, mehanizam, mašina
Motor sa unutrašnjih sagorevanjem – Klipni mehanizam
Mašina je skup mehanizama spojenih u cilju prenosa opterećenja i vršenja rada – prenosa snage i kretanja.
Slide15Kretanje članova
Na osnovu geometije kretanja, postoje dve grupe mehanizama
:
Ravanski mehanizmi
:
Svi članovi mehanizma se kreću u jednoj istoj ravni, ili u nekoliko međusobon paralelnih. Kretanje članova može biti translatorno, rotaciono ili kombinovano (ravansko). (U slučaju klipnog mehanizma, klip se kreće translatorno, kolenasto vratilo rotira a klipnjača vrši kombinaciju ta dva kretanje – kreće se ravanski.)
Prostorni mehanizam: Kretanje se obavlja u prostoru.
Slide16Broj
nezavisnih
parametara
(koordinata) koje
se moraju zadati
da bi kretanje mehanizma
(
sistema
tela
)
bilo
odredjeno.Broj članova mehanizma kojima se mora zadati pogon, da bi njegovo kretanje bilo potpuno definisano
.Broj stepeni slobode (SS) mehanizma zavisi od broja članova i broja i vrste veza.
Broj stepeni slobode mehanizma
Slide17Član koji se kreće u ravni ima 3 stepena slobode. Dakle, dva člana će imati 6 stepeni slobode, a sistem od N slobodnih članova (nisu međusobno povezani) će imati 3N stepeni slobode.
Ako se dva člana povežu vezom, jedan ili više stepeni slobode će biti oduzeti od sistema, u zavisnosti od vrste veze.
Takođe, kada se član kruto veže za nepokretnu osnovu, on ostaje nepokretan i sva tri stepena slobode mu se oduzimaju. Pošto je u definiciji mehanizma naglašeno da je jedan član kruto vezan za osnovu, sledi da svi mehanizmi imaju barem jedan član sa nula stepeni slobode.
Broj stepeni slobode mehanizma
Slide18Broj stepeni slobode mehanizma
S
– stepen slobode kretanja
n
– broj članova mehanizma
P
i
– broj veza i-tog reda
Slide19Broj stepeni slobode mehanizma
N =
4
P1 =
4
S = 3 x (
4
- 1) – 2 x
4
= 1
S
– stepen slobode kretanja
n
– broj članova mehanizma
P
1
– broj veza prvog reda
(broj kinematičkih parova sa 1 stepenom slobode)
P
2
– broj veza drugog reda
(broj kinematičkih parova sa 2 stepena slobode)
Slide20Broj stepeni slobode mehanizma
1. Nepokretni mehanizmi (
St
rukture)
2. Mehanizmi sa jednim SS – Ako mehanizam ima samo jedan stepen slobode, kretanje svih članova mehanizma može se odrediti ako je poznato kretanje jednog od članova.
Dakle, potrebno je definisati kretanje samo jednog člana da bi se moglo upravljati izlaznim kretanjem
.
Klipni mehanizam
N =
3
P1 =
3
S = 3 x (
3
- 1) – 2 x
3
= 0
N =
4
P1 =
4
S = 3 x (
4
- 1) – 2 x
4
= 1
1
111
Slide21Broj stepeni slobode mehanizma
(a)
Withworth
-ov brzopovratni mehanizam
(
b) Withworth-ov brzopovratni mehanizam gde je jedan član uklonjen i gde su kinematski parovi 4-5 i 5-6 zamenjeni jednim kin
ematskim parom sa dva SS 3’-5’.’
N =
6
P1 =
7
S = 3 x (
6
- 1) – 2 x
7
= 1
N =
5
P1 =
5
P2 =
1
S = 3 x (
5
- 1) – 2 x
5
– 1 x
1 = 1’’’’
1
1
1
1’
1’
1’
Slide22Broj stepeni slobode mehanizma
3. Mehanizmi sa više od jednog SS – Da bi se moglo upravljati izlaznim kretanjem, mora se zadati broj ulaznih kretanja (definisati kretanje broja članova) jednak broju stepeni slobode mehanizma.
Pošto prikazani mehanizam ima dva SS, potrebno je definisati kretanje dva člana, na primer članova 2 i 7, da bi se moglo odrediti kretanje ostalih članova.
N =
7
P1 =
8
S = 3 x (
7
- 1) – 2 x
8
= 2
1
1
Slide23Kinematske inverzije
Kinematske inverzije su različiti mehanizmi dobijeni
fiksiranjem
razli
čitih članova u istom kinematskom lancu. Dakle, mehanizam ima broj mogućih inverzija jednak broju članova.Klipni mehanizam ima četiri moguće kinematske inverzije: b, c, d, e
Slide24Kinematske inverzije
Inverzija
1 (Fig. b)
kao neporketnu osnovu koristi član 1, što dozvoljava klizaču prosto translatorno kretanje. Koristi se u sklopu motora sa unutrašnjim sagorevanjem.
KLIPNI MEHANIZAM
U inverziji 2 (c)
član 2 je nepokretan i klizač vrši ravansko kretanje. Koristi se u mašinama rendisaljkama. KULISNI MEHANIZAM
Slide25Kinematske inverzije
U inverziji 3
(
d
)
član 3 je nepokretan, što omogućava oscilatorno kretanje klizača. MEHANIZAM SA OSCILIRAJUĆIM KLIZAČEMU inverziji 4 (e)
član 4 (klizač) je nepokretan. Ova inverzija se koristi u ručno pogonjenim mehanizmima, na primer u ručnim pumpama za vodu.
Slide26Kriterijum Grashof-a (Grashof criterion)kinematičke inverzije zglobnog četvorougla
Ovaj kriterijum predviđa kinematsko ponašanje inverzija zglobnog četvorougla na osnovu dimenzija članova.
Kriterijum Grashof-a kaže da da bi barem jedan član zglobnog četvorougla mogao da napravi punu rotaciju, zbir dužina najdužeg i najkraćeg člana mora biti manji ili jednak od sume dužina ostalih članova ( ):
Slide27Inverzija
šetalica - krivaja
Krivaja – član a, može da napravi punu rotaciju.
Šetalica – član b, vrši rotaciono oscilatorno kretanje.
Kriterijum Grashof-a (Grashof criterion)
kinematičke inverzije zglobnog četvorougla
Slide28Inverzija sa dvostrukom krivajom
članovi c i d vrše punu rotaciju
Inverzija sa dvosturkom šetalicom
članovi c i d vrše oscilatorno kretanje,
Član a vrši ravno kretanje u okviru kog može da
izvrši rotaciju od 360 stepeni (punu rotaciju).
Kriterijum Grashof-a (Grashof criterion)
kinematičke inverzije zglobnog četvorougla
Slide29Sve inverzije zglobnog četvorougla koji ne ispunjava kriterijum Grashof-a predstavljaju inverzije sa dvostrukom šetalicom.
Kriterijum Grashof-a (Grashof criterion)
kinematičke inverzije zglobnog četvorougla