Pohyb mechanismu úvod do teorie mechanismů, klasifikace mechanismů

Prezentace na téma: "Pohyb mechanismu úvod do teorie mechanismů, klasifikace mechanismů"— Transkript prezentace:

1 Pohyb mechanismu úvod do teorie mechanismů, klasifikace mechanismů
Dynamika I, 8. přednáška Obsah přednášky : úvod do teorie mechanismů, klasifikace mechanismů vazby, typy mechanismů, Doba studia : asi 1,5 hodiny Cíl přednášky : uvést studenty do problematiky mechanismů, seznámit studenty se základními typy vazeb a se základními typy mechanismů.

2 Mechanismy - úvod Dynamika I, 8. přednáška
Mechanismus je soustava těles, spojených navzájem vazbami. Mechanismus slouží k přenosu sil a k transformaci pohybu.

3 Mechanismy - úvod Dynamika I, 8. přednáška Základní pojmy.
člen mechanismu - je jedno těleso, které nemění svůj tvar rám - je člen mechanismu pevně spojený se Zemí kinematická dvojice - je dvojice členů, spojených vazbou souřadnice vazby - je souřadnice, určující vzájemnou polohu členů dvojice vůči sobě navzájem hnací a hnaný člen - člen na straně pohonu a člen, jenž vykonává funkci, pro kterou byl mechanismus navržen vstupní a výstupní člen - člen na začátku a konci řetězce členů mechanismu počet stupňů volnosti - počet nezávislých pohybů které mechanismus může vykonávat souřadnice mechanismu - jedna nebo více nezávislých souřadnic, určujících polohu mechanismu kinematické schéma - v maximální možné míře zjednodušený náčrtek mechanismu

4 Mechanismy - úvod Dynamika I, 8. přednáška Kinematické schéma.
v maximální možné míře zjednodušený náčrtek mechanismu, tak aby - byly zachovány ty rozměry, které jsou pro kinematiku podstatné, - byly potlačeny ty rozměry, které jsou pro kinematiku nepodstatné. Kinematické schéma může být od skutečného konstrukčního provedení mechanismu značně odlišné.

5 Mechanismy - úvod Dynamika I, 8. přednáška Třídění mechanismů.
mechanismy rovinné všechny členy konají rovinný pohyb v navzájem rovnoběžných rovinách mechanismy prostorové alespoň jeden člen koná prostorový pohyb nebo členy konají rovinné pohyby v různoběžných rovinách rovinný mechanismus prostorový mechanismus

6 Mechanismy - úvod Dynamika I, 8. přednáška Třídění mechanismů.
mechanismy rovinné všechny členy konají rovinný pohyb v navzájem rovnoběžných rovinách mechanismy prostorové alespoň jeden člen koná prostorový pohyb nebo členy konají rovinné pohyby v různoběžných rovinách rovinný mechanismus prostorový mechanismus

7 Mechanismy - úvod Dynamika I, 8. přednáška Třídění mechanismů.
mechanismy rovinné všechny členy konají rovinný pohyb v navzájem rovnoběžných rovinách mechanismy prostorové alespoň jeden člen koná prostorový pohyb nebo členy konají rovinné pohyby v různoběžných rovinách podle počtu stupňů volnosti Okamžitá poloha mechanismu je jednoznačně určena tolika nezávislými souřadnicemi, kolik stupňů volnosti mechanismus má. Mechanismus má tolik stupňů volnosti, kolik nezávislých souřadnic je zapotřebí k jednoznačnému určení jeho okamžité polohy. souřadnice mechanismu - jedna nebo více nezávislých souřadnic, určujících polohu mechanismu; souřadnic mechanismu je právě tolik, kolik stupňů volnosti mechanismus má

8 Mechanismy - úvod Dynamika I, 8. přednáška Třídění mechanismů.
mechanismy rovinné všechny členy konají rovinný pohyb v navzájem rovnoběžných rovinách mechanismy prostorové alespoň jeden člen koná prostorový pohyb nebo členy konají rovinné pohyby v různoběžných rovinách podle počtu stupňů volnosti mechanismy s 1 stupněm volnosti

9 Mechanismy - úvod Dynamika I, 8. přednáška Třídění mechanismů.
mechanismy rovinné všechny členy konají rovinný pohyb v navzájem rovnoběžných rovinách mechanismy prostorové alespoň jeden člen koná prostorový pohyb nebo členy konají rovinné pohyby v různoběžných rovinách projíždí-li auto zatáčkou - otáčí se obě kola hnané nápravy různou rychlostí podle počtu stupňů volnosti mechanismy s 1 stupněm volnosti mechanismy se 2 stupni volnosti - diferenciály f a y - dvě souřadnice mechanismu

10 Mechanismy - úvod Dynamika I, 8. přednáška Třídění mechanismů.
mechanismy rovinné všechny členy konají rovinný pohyb v navzájem rovnoběžných rovinách mechanismy prostorové alespoň jeden člen koná prostorový pohyb nebo členy konají rovinné pohyby v různoběžných rovinách podle počtu stupňů volnosti mechanismy s 1 stupněm volnosti mechanismy se 2 stupni volnosti - diferenciály mechanismy s více stupni volnosti počet stupňů volnosti mechanismu není nijak omezen mechanismus se sedmi stupni volnosti

11 Mechanismy - úvod Dynamika I, 8. přednáška Třídění mechanismů.
mechanismy rovinné všechny členy konají rovinný pohyb v navzájem rovnoběžných rovinách mechanismy prostorové alespoň jeden člen koná prostorový pohyb nebo členy konají rovinné pohyby v různoběžných rovinách podle počtu stupňů volnosti mechanismy s 1 stupněm volnosti mechanismy se 2 stupni volnosti - diferenciály mechanismy s více stupni volnosti podle charakteru převodu mechanismy s konstantním převodem mechanismy s proměnným převodem

12 Mechanismy - úvod Dynamika I, 8. přednáška Třídění mechanismů.
mechanismy rovinné všechny členy konají rovinný pohyb v navzájem rovnoběžných rovinách mechanismy prostorové alespoň jeden člen koná prostorový pohyb nebo členy konají rovinné pohyby v různoběžných rovinách podle počtu stupňů volnosti mechanismy s 1 stupněm volnosti mechanismy se 2 stupni volnosti - diferenciály mechanismy s více stupni volnosti podle charakteru převodu mechanismy s konstantním převodem mechanismy s proměnným převodem podle počtu členů dvoučlenné mechanismy trojčlenné mechanismy čtyřčlenné mechanismy vícečlenné mechanismy

13 i - počet stupňů volnosti, n - počet členů (včetně rámu),
Mechanismy - úvod Dynamika I, 8. přednáška Počet stupňů volnosti mechanismu. Počet stupňů volnosti mechanismu stanovíme intuitivně nebo výpočtem. Mechanismus má tolik stupňů volnosti, kolik nezávislých souřadnic je zapotřebí k jednoznačnému určení jeho okamžité polohy. Jedna nezávislá a dvě závislé souřadnice klikového mechanismu. Jeden stupeň volnosti. Výpočtem ze vzorce. i - počet stupňů volnosti, n - počet členů (včetně rámu), p1 - počet vazeb první třídy (odebírají 1 stupeň volnosti), p2 -počet vazeb druhé třídy (odebírají 2 stupně volnosti). Pro prostorový mechanismus. pj -počet vazeb j-té třídy (odebírají j stupňů volnosti).

14 Vazby Dynamika I, 8. přednáška Vazby se dělí na rovinné a prostorové.
Rovinná vazba - spojuje dva členy mechanismu, konající rovinný pohyb v navzájem rovnoběžných rovinách. Prostorová vazba - spojuje dva členy mechanismu, z nichž alespoň jeden koná prostorový pohyb, nebo konající rovinný pohyb v různoběžných rovinách. Rozlišujeme též idealizované a reálné vazby. Idealizovaná vazba - zanedbáváme pasivní odpory (tření). Reálná vazba - bereme v úvahu pasivní odpory (tření). U každé vazby sledujeme její vlastnosti z hlediska statiky ... Jaké síly nebo momenty vazba přenáší a jaké síly nebo momenty nepřenáší ? ... a její vlastnosti z hlediska kinematiky. Jaké vzájemné pohyby obou těles vazba umožňuje a jaké vzájemné pohyby neumožňuje ? Vazba je j-té třídy jestliže znemožňuje j vzájemných pohybů (odebírá j stupňů volnosti).

15 Vazby Dynamika I, 8. přednáška rovinné vazby idealizované
vazba 3. třídy dokonalé vetknutí

16 Vazby Dynamika I, 8. přednáška rovinné vazby idealizované
vazba 3. třídy dokonalé vetknutí vazby 2. třídy kloubová vazba (rotační) neumožňuje posuv umožňuje rotaci

17 Vazby Dynamika I, 8. přednáška rovinné vazby idealizované
vazba 3. třídy dokonalé vetknutí vazby 2. třídy kloubová vazba (rotační) posuvná vazba přenáší sílu a moment znemožňuje posuv a rotaci nepřenáší sílu  umožňuje posuv 

18 Vazby Dynamika I, 8. přednáška rovinné vazby idealizované
vazba 3. třídy dokonalé vetknutí vazby 2. třídy kloubová vazba (rotační) posuvná vazba valení bez prokluzu valivá vazba (bez prokluzu v bodě dotyku) umožňuje posuv a rotaci, avšak tyto pohyby nejsou nezávislé valivá vazba je z hlediska přenosu sil rovnocenná kloubové vazbě

19 Vazby Dynamika I, 8. přednáška rovinné vazby idealizované
vazba 3. třídy dokonalé vetknutí vazby 2. třídy kloubová vazba (rotační) posuvná vazba valivá vazba (bez prokluzu v bodě dotyku) vazby 1. třídy posuvný kloub umožňuje posuv a rotaci neumožňuje posuv

20 Vazby Dynamika I, 8. přednáška rovinné vazby idealizované
vazba 3. třídy dokonalé vetknutí vazby 2. třídy kloubová vazba (rotační) posuvná vazba valivá vazba (bez prokluzu v bodě dotyku) vazby 1. třídy posuvný kloub obecná vazba (s prokluzem v bodě dotyku) z umožňuje nezávislý posuv a rotaci neumožňuje posuv prokluz v bodě dotyku

21 Vazby Dynamika I, 8. přednáška rovinné vazby idealizované
vazba 3. třídy dokonalé vetknutí vazby 2. třídy kloubová vazba (rotační) posuvná vazba valivá vazba (bez prokluzu v bodě dotyku) vazby 1. třídy posuvný kloub obecná vazba (s prokluzem v bodě dotyku) Každá vazba přenáší takové síly (momenty), jakým vzájemným pohybům zabraňuje. zabraňuje-li vazba posunutí - přenáší sílu zabraňuje-li vazba natočení - přenáší moment neplatí zcela pro reálné vazby

22 Vazby Dynamika I, 8. přednáška prostorové vazby idealizované
U prostorových vazeb nebude proveden úplný výčet, budou jen uvedeny příklady vazeb. Různých prostorových vazeb, z nichž každá některé z 6 pohybů umožňuje, jiné znemožňuje, je příliš mnoho.

23 Vazby Dynamika I, 8. přednáška prostorové vazby idealizované
vazba 6. třídy dokonalé vetknutí přenáší 3 síly a 3 momenty

24 Vazby Dynamika I, 8. přednáška prostorové vazby idealizované
vazba 6. třídy dokonalé vetknutí přenáší 3 síly a 3 momenty vazby 5. třídy kloubová vazba (rotační) přenáší 3 síly a 2 momenty, nepřenáší moment k ose rotace

25 Vazby Dynamika I, 8. přednáška prostorové vazby idealizované
vazba 6. třídy dokonalé vetknutí přenáší 3 síly a 3 momenty vazby 5. třídy kloubová vazba (rotační) přenáší 3 síly a 2 momenty, posuvná vazba přenáší 2 síly a 3 momenty, nepřenáší sílu ve směru posuvu

26 Vazby Dynamika I, 8. přednáška prostorové vazby idealizované
vazba 6. třídy dokonalé vetknutí přenáší 3 síly a 3 momenty vazby 5. třídy kloubová vazba (rotační) přenáší 3 síly a 2 momenty, posuvná vazba přenáší 2 síly a 3 momenty, šroubová vazba umožňuje posuv a rotaci, avšak tyto pohyby nejsou nezávislé s - stoupání závitu - posunutí při jedné otáčce (360º  6,28 rad)

27 Vazby Dynamika I, 8. přednáška prostorové vazby idealizované
vazba 6. třídy dokonalé vetknutí přenáší 3 síly a 3 momenty vazby 5. třídy kloubová vazba (rotační) přenáší 3 síly a 2 momenty, posuvná vazba přenáší 2 síly a 3 momenty, šroubová vazba vazby 4. třídy posuvná rotační vazba

28 Vazby Dynamika I, 8. přednáška prostorové vazby idealizované
vazba 6. třídy dokonalé vetknutí přenáší 3 síly a 3 momenty vazby 5. třídy kloubová vazba (rotační) přenáší 3 síly a 2 momenty, posuvná vazba přenáší 2 síly a 3 momenty, šroubová vazba vazby 4. třídy posuvná rotační vazba dvojitý kloub

29 Vazby Dynamika I, 8. přednáška prostorové vazby idealizované
vazba 6. třídy dokonalé vetknutí přenáší 3 síly a 3 momenty vazby 5. třídy kloubová vazba (rotační) přenáší 3 síly a 2 momenty, posuvná vazba přenáší 2 síly a 3 momenty, šroubová vazba vazby 4. třídy posuvná rotační vazba dvojitý kloub vazby 3. třídy sférický kloub

30 Vazby Dynamika I, 8. přednáška prostorové vazby idealizované
vazba 6. třídy dokonalé vetknutí přenáší 3 síly a 3 momenty vazby 5. třídy kloubová vazba (rotační) přenáší 3 síly a 2 momenty, posuvná vazba přenáší 2 síly a 3 momenty, šroubová vazba vazby 4. třídy posuvná rotační vazba dvojitý kloub vazby 3. třídy sférický kloub vazby 2. třídy posuvný sférický kloub

31 Vazby Dynamika I, 8. přednáška prostorové vazby idealizované
vazba 6. třídy dokonalé vetknutí přenáší 3 síly a 3 momenty vazby 5. třídy kloubová vazba (rotační) přenáší 3 síly a 2 momenty, posuvná vazba přenáší 2 síly a 3 momenty, šroubová vazba vazby 4. třídy posuvná rotační vazba dvojitý kloub vazby 3. třídy sférický kloub vazby 2. třídy posuvný sférický kloub vazby 1. třídy obecná kinematická dvojice

32 Vazby Dynamika I, 8. přednáška prostorové vazby idealizované
vazba 6. třídy dokonalé vetknutí přenáší 3 síly a 3 momenty vazby 5. třídy kloubová vazba (rotační) přenáší 3 síly a 2 momenty, posuvná vazba přenáší 2 síly a 3 momenty, šroubová vazba vazby 4. třídy posuvná rotační vazba dvojitý kloub vazby 3. třídy sférický kloub vazby 2. třídy posuvný sférický kloub vazby 1. třídy obecná kinematická dvojice Každá vazba přenáší takové síly (momenty), jakým vzájemným pohybům zabraňuje. zabraňuje-li vazba posunutí - přenáší sílu zabraňuje-li vazba natočení - přenáší moment neplatí zcela pro reálné vazby

33 Typy mechanismů Dynamika I, 8. přednáška trojčlenné mechanismy
vačkové mechanismy Vačkový mechanismus s plochým zvedátkem 1 3 2 Palcový mechanismus se zvedátkem

34 Typy mechanismů Dynamika I, 8. přednáška trojčlenné mechanismy
mechanismy s obecnou kinematickou dvojicí Obecná kinematická dvojice

35 Typy mechanismů Dynamika I, 8. přednáška čtyřčlenné mechanismy
klikový mechanismus

36 Typy mechanismů Dynamika I, 8. přednáška čtyřčlenné mechanismy
čtyřkloubový mechanismus

37 Typy mechanismů Dynamika I, 8. přednáška čtyřčlenné mechanismy
kulisový mechanismus

38 Typy mechanismů Dynamika I, 8. přednáška čtyřčlenné mechanismy
Oldhamova spojka Slouží k přenosu rotačního pohybu beze změny (1:1) při jisté (ne příliš velké) nesouososti hnacího a hnaného členu.

39 Typy mechanismů Dynamika I, 8. přednáška vícečlenné rovinné mechanismy

40 Typy mechanismů Dynamika I, 8. přednáška prostorové mechanismy