Прямолинейно поступательное

§ 28. Неинерциальные системы отсчета, движущиеся прямолинейно-поступательно

Неинерциальной системой отсчета называется система, движущаяся ускоренно относительно инерциальной. Система отсчета связана с телом отсчета, которое, по определению, принимается за абсолютно твердое. Ускоренное движение твердого тела вклю-;чает в себя ускорение как поступательного движения, так и вращения. 'Поэтому простейшими неинерциальны-, ми системами отсчета являются системы, движущиеся ускоренно прямолинейно, и вращающиеся системы.

Неинерциальные системы отсчета, движущиеся прямолинейно-поступательно

28. Неинерциальные системы отсчета, движущиеся прямолинейно-поступательно

Описываются силы инерции в неинерциальных системах отсчета, движущихся прямолинейно-поступательно, и их проявления.

§ ?8. Нсинерциальные системы отсчета, движущиеся прямолинейно-поступательно 157

В плоских механизмах, у которых ведущее звено 1 вращается, а ведомое 2 движется прямолинейно-поступательно, движение звена 2 можно рассматривать как вращение относительно центра 02, находящегося в бесконечности на перпендикуляре, опущенном из точки Ох на направление vKi — вектора скорости точки /С звена 2 (рис. 2.5, в). В этом случае полюс зацепления А находится в точке пересечения этого перпендикуляра с линией действия п — п. При условии непрерывности контакта звеньев VKI — Од2 из подобия треугольников OiMK и КСЕ, а так же OiAM и КСД находим: г/ki/OiMi '

Если в приборе подвижная часть ИЭ перемещается прямолинейно-поступательно, то применяют отсчетное устройство с механизмом винт—гайка (см. рис. 25.2, к). В этом случае ШГО прямая, а ?>шго = Рх — zp, где рх, мм; р, мм иг — соответственно ход, шаг и число заходов резьбы винта. В этом случае ШТО закреплена на винте, а гайка с указателем соединена с подвижным звеном ИЭ. ШТО — круговая цилиндрическая.

Звено 1 движется прямолинейно-поступательно в неподвижной направляющей. Звено 2, вращающееся вокруг неподвижной оси А, имеет палец а, перемещающийся в прорези 6 — Ь, ширина которой равна внешнему диаметру пальца а.

Рычаг / вращается вокруг неподвижной оси А. Ролики а, принадлежащие рычагу /, перекатываются по плоскости b звена 2. Звено 2 движется прямолинейно поступательно вдоль оси А—у. При отклонении рычага 1 из положения, указанного на чертеже, в любом направлении он возвращается в исходное положение под действием пружины 3.

Звено 1, двигающееся прямолинейно поступательно в неподвижных направляющих а—а, оканчивается клиновым наконечником Ъ, стороны которого с скользят по скосам звеньев 2 я 3, скользящих в неподвижных направляющих. При опускании звена 1 звенья 2 и 3 раздвигаются.

Частным видом трехзвенного зубчатого механизма является механизм с реечным зацеплением (рис. 7.11). Колесо /, вращаясь вокруг оси Oj с угловой скоростью coj, приводит в прямолинейно-поступательное движение рейку 2 со скоростью г>2. Колесо 1 имеет начальную окружность радиуса rlt а рейка 2 — начальную прямую а—а. Центроида радиуса rl перекатывается без скольжения по прямой а—а. Точка Р является мгновенным центром вращения

Если подвижное звено соединено с источником (или потребителем механической энергии -- в зависимости от направления потока энергии) посредством муфты (рис. 5.5, а), то внешним силовым фактором является неизвестный момент М. Если же подвод (или отвод) энергии осуществляется через зубчатую или фрикционную передачу (рис. 5.5,6,0), то„внешним силовым фактором будет не-_ известная по модулю сила F. Расположение линии действия силы F определяется либо геометрией зубчатой передачи (углом зацепления (is.), либо проходит через точку соприкосновения фрикционных катков касательно к их рабочим поверхностям. При ременной передаче (рис. 5.5, г) внешний силовой фактор представлен уже не одной, а двумя неизвестными по модулю силами F[ и FV, связанными между собой формулой Эйлера [1]. Поэтому внешний силовой фактор по-прежнему один раз неизвестен. Линии действия сил F\ и F? определяются положением ведущей и ведомой ветвей ременной передачи. Если же подвижное звено первичного механизма совершает прямолинейно поступательное движение (рис. 5.5, д), то внешним силовым фактором является неизвестная по модулю сила F, действующая обычно вдоль направляющей поверхности. Таким образом, и здесь внешний силовой фактор один раз неизвестен.

Если в механизме с высшей парой в частном случае ведомое звено 2 совершает прямолинейно-поступательное движение, то фор мула (12.11) также приобретает частное значение:

Поступательное движение звена характеризуется равенством линейных перемещений, скоростей и ускорений всех его точек в каждый момент времени. В механизмах часто встречается прямолинейно-поступательное движение звеньев, реже круговое поступа-

Эти механизмы пригодны для преобразования прямолинейно-поступательного движения ведущего звена в прямолинейно-поступательное движение ведомого звена с постоянным отношением скоростей. Многозвенные механизмы с одними поступательными парами для удобства анализа можно соответствующей разбивкой привести к трех-звенным.

Эти механизмы позволяют преобразовывать вращательное или винтовое движение ведущего звена в медленное прямолинейно-поступательное движение ведомого звена с большим выигрышем силы (домкраты, прессы, зажимные устройства) или с точным отсчетом пройденного пути (измерительные приборы, станки).

Если подвижное звено соединено с источником (или потребителем механической энергии — в зависимости от направления потока энергии) посредством муфты (рис. 5.5, а), то внешним силовым фактором является неизвестный момент М. Если же подвод (или отвод) энергии осуществляется через зубчатую или фрикционную передачу (рис. 5.5, б,в), то_внешним силовым фактором будет не^ известная по модулю сила F. Расположение линии действия силы F определяется либо геометрией зубчатой передачи (углом зацепления аш), либо проходит через точку соприкосновения фрикционных катков касательно к их рабочим поверхностям. При ременной передаче (рис. 5.5, г) внешний силовой фактор представлен уже не одной, а двумя неизвестными по модулю силами F\ и FZ, связанными между собой формулой Эйлера [1]. Поэтому внешний силовой фактор по-прежнему один раз неизвестен. Линии действия сил F\ и ^2 определяются положением ведущей и ведомой ветвей ременной передачи. Если же подвижное звено первичного механизма совершает прямолинейно поступательное движение (рис. 5.5, д), то внешним силовым фактором является неизвестная по модулю сила F, действующая обычно вдоль направляющей поверхности. Таким образом, и здесь внешний силовой фактор один раз неизвестен.

Если в механизме с высшей парой в частном случае ведомое звено 2 совершает прямолинейно-поступательное движение, то формула (12.11) также приобретает частное значение:

Частным видом трехзвенного зубчатого механизма является механизм с реечным зацеплением (рис. 7.11). Колесо /, вращаясь вокруг оси (?! с угловой скоростью %, приводит в прямолинейно-поступательное движение рейку 2 со скоростью Р2. Колесо 1 имеет начальную окружность радиуса rlt а рейка 2 — начальную прямую а—а. Центроида радиуса rt перекатывается без скольжения по прямой а—а. Точка Р является мгновенным центром вращения

Наиболее распространенными являются одноподвижные пары,, которые представлены в трех вариантах. В поступательной паре относительное движение ее звеньев прямолинейно-поступательное, во вращательной паре — вращательное, в винтовой — винтовое.

Заменяя в шарнирном четырехзвеннивд одну или две вращательные пары на поступательные, получаем механизмы, показанные в табл. 3. С одной поступательной парой можно получить механизмы двух видов. Если стойкой сделать звено, входящее в поступательную пару, то в механизме будет ползун, т. е. звено, которое входит только в низшие кинематические пары и совершает прямолинейно-поступательное движение, а вращающееся звено в зависимости от соотношения длин звеньев будет кривошипом или коромыслом. Соответственно механизм будет называться или криво- Рис. з шипно-ползунным, или коромысло-