Kinematika Mehanizam

Inženjerski alati II

1

Mehanizam kolenastog vratila

Pogonska poluga 1 vezana je cilindričnim zglobom za nepokretnu osnovu. Poluga 1 se obrće konstantnom ugaonom brzinom od 2π rad/s, tako da pokreće polugu 2. Poluga 2 vrši ravansko kretanje i istovremeno je vezana cilindričnim zglobom za blok 3 koji može da kliza po idealno glatkoj podlozi osnove. Blok 3 vrši translatorno kretanje. Simulirati kretanje mehanizma kolenastog vratila i izvršiti kinematsku analizu tog kretanja.

I Pregled zadatka 1. Kreiranje četiri dela od kojih je sačinjen mehanizam;

2. Formiranje sklopa u okruženju CATIA Assembly Design;

3. Definisanje ograničenja na nivou sklopa tako da mehanizam ima samo jedan stepen slobode (rotaciono kretanje kolenastog vratila);

4. Formiranje mehanizma i automatsko konvertovanje sklopnih ograničenja u kinematske veze u radnom okruženju Digital Mockup;

5. Simulacija kretanja mehanizma bez razmatranja vremena (tj., bez implementacije ugaone brzine);

6. Definisanje jednačina koje implementiraju zavisnost kinematskih veličina od vremena;

http://w

ww.SmartPDFCrea

tor.com

http://w

ww.SmartPDFCrea

tor.com

http://w

ww.SmartPDFCrea

tor.com

http://w

ww.SmartPDFCrea

tor.com

http://w

ww.SmartPDFCrea

tor.com


2

7. Simulacija kretanja željenom konstantnom ugaonom brzinom i generisanje dijagrama kinematskih rezultata

II Formiranje delova sklopa U CATIA softveru postoji nekoliko različitih kombinacija veza koje mogu dati kinematski ispravnu simulaciju kolenastog vratila. Jedna od mogućih kombinacija je tri cilindrične i jedna prizmatična veza. Sa stanovišta broja stepeni slobode, kombinacija tri cilindrične i jedne prizmatične veze prekomerno ograničava sistem, mada takva prekomernost ne izaziva probleme, osim ako je geometrijski neizvodljiva.

U ovom primeru je izabrana alternativna kombinacija veza, kako bi se upoznala cilindrična veza i istovremeno prikazalo da se uklanjanje nepotrebnih stepeni slobode i generisanje željenog kretanja može obaviti različitim kombinacijama veza.

Ograničenja na nivou sklopa će u ovom slučaju biti primenjena tako da će se pomoću dve obrtne i dve cilindrične veze zadržati samo jedan stepen slobode. Taj preostali stepen slobode će se naknadno ukloniti tako što će se upravljanje jednim od cilindričnih veza (spoj radilice) ograničiti pomoću uglova.

http://w

ww.SmartPDFCrea

tor.com

http://w

ww.SmartPDFCrea

tor.com

http://w

ww.SmartPDFCrea

tor.com

http://w

ww.SmartPDFCrea

tor.com

http://w

ww.SmartPDFCrea

tor.com


3

Skice delova sklopa

Osnova:

25

25

http://w

ww.SmartPDFCrea

tor.com

http://w

ww.SmartPDFCrea

tor.com

http://w

ww.SmartPDFCrea

tor.com

http://w

ww.SmartPDFCrea

tor.com

http://w

ww.SmartPDFCrea

tor.com


4

Blok

Poluga 1

25

25

12.5

12.5

D13

http://w

ww.SmartPDFCrea

tor.com

http://w

ww.SmartPDFCrea

tor.com

http://w

ww.SmartPDFCrea

tor.com

http://w

ww.SmartPDFCrea

tor.com

http://w

ww.SmartPDFCrea

tor.com


5

Poluga 2

89

D13 D13

R9

44.5

82.5

R 9

D13

165

http://w

ww.SmartPDFCrea

tor.com

http://w

ww.SmartPDFCrea

tor.com

http://w

ww.SmartPDFCrea

tor.com

http://w

ww.SmartPDFCrea

tor.com

http://w

ww.SmartPDFCrea

tor.com


6

III Formiranje sklopa sa ograničenjima

Ažuriranje novog izgleda sklopa; Korišćenjem komande Update

postavljaju se delovi sklopa u položaj koji diktiraju zadata ograničenja:

http://w

ww.SmartPDFCrea

tor.com

http://w

ww.SmartPDFCrea

tor.com

http://w

ww.SmartPDFCrea

tor.com

http://w

ww.SmartPDFCrea

tor.com

http://w

ww.SmartPDFCrea

tor.com


7

Formiranje privremenog ograničenja:

Nakon postavljanja privremenog ograničenja potrebno je uraditi update sklopa a zatim obrisati postavljeno privremeno ograničenje.

IV Formiranje mehanizma

Kinematski mehanizam se formira tako što se sklopna ograničenja prevode u kinematske veze. Da bi smo preveli

http://w

ww.SmartPDFCrea

tor.com

http://w

ww.SmartPDFCrea

tor.com

http://w

ww.SmartPDFCrea

tor.com

http://w

ww.SmartPDFCrea

tor.com

http://w

ww.SmartPDFCrea

tor.com


8

sklopna ograničenja u kinematske veze koje će dozvoliti pokretanje delova mehanizma, neophodno je preći u radno okruženje DMU Kinematics:

Nakon prihvatanja naziva mehanizma neophodno je obratiti pažnju na komentar tipa Unresolved pairs:4/4

Parametar DOF (broj preostalih stepeni slobode) ima vrednost 1 (ukoliko je vrednost drugačija potrebno je još jednom proveriti ograničenja na nivou sklopa). Preostali stepen slobode može se posmatrati kao pozicija bloka duž osnove, ili kao rotacija dela pod nazivom poluga 1 oko osnove. Pošto je namera da se deo poluga 1 zarotira konstantnom ugaonom brzinom, biće izabrana druga interpretacija.

Da bi se simuliralo kretanje mehanizma, neophodno je definisati granice kretanja pogonskog dela.

Start >Digital Mockup >DMU Kinematics

http://w

ww.SmartPDFCrea

tor.com

http://w

ww.SmartPDFCrea

tor.com

http://w

ww.SmartPDFCrea

tor.com

http://w

ww.SmartPDFCrea

tor.com

http://w

ww.SmartPDFCrea

tor.com


9

V Simulacija kretanja mehanizma

Simulacija pomoću komandi video-plejera Iz palete alata DMU Generic Animation aktivira se dugme

Simulation.

Da bi se aktivirale komande video plejera neophodno je u dijalogu Edit Simulation aktivirati dugme Insert, Tako da dijalog Edit Simulation dobija sledeći izgled:

http://w

ww.SmartPDFCrea

tor.com

http://w

ww.SmartPDFCrea

tor.com

http://w

ww.SmartPDFCrea

tor.com

http://w

ww.SmartPDFCrea

tor.com

http://w

ww.SmartPDFCrea

tor.com


10

SNIMANJE SIMULACIJE Da bi se snimila simulacija neophodno je iz palete alata Generic

Animation izabrati opciju Compail Simulation , kojom se otvara dijalog za unošenje naziva fajla,

http://w

ww.SmartPDFCrea

tor.com

http://w

ww.SmartPDFCrea

tor.com

http://w

ww.SmartPDFCrea

tor.com

http://w

ww.SmartPDFCrea

tor.com

http://w

ww.SmartPDFCrea

tor.com


11

Da bi se simulacija ponovila više puta neophodno je iz palete

alata Generic Animation izabrati opciju Replay , tako da se aktivira komanda Generate a replay :

Simulacija zadavanjem zakona kretanja

Iz palete alata Simulation neophodno je izabrati opciju

Simulation with Law :

Da bi smo izabrali parametre vezane samo za kinematiku neophodno je na specifikacionom stablu aktivirati granu Mechanism.1, DOF=0.Na taj način će u dijalogu Formulas biti prikazani samo kinematski parametri:

http://w

ww.SmartPDFCrea

tor.com

http://w

ww.SmartPDFCrea

tor.com

http://w

ww.SmartPDFCrea

tor.com

http://w

ww.SmartPDFCrea

tor.com

http://w

ww.SmartPDFCrea

tor.com


12

Iz spiska kinematskih promenljivih neophodno je selektovati : Mechanism.1\Commands.1\Angle,

Konačna formula: Mechanism.1\Commands\Command.1\Angle=(360deg) *(Mechanism.1\KINTime) /(1s)

DIJAGRAMSKI PRIKAZ KINEMATSKIH VELIČINA

Da bi smo prikazali zavisnost brzine, ubrzanja i položaja od vremena neophodno je iz palete alata DMU Kinematics

izabrati opciju Speed and Acceleration

, čime se otvara novi dijalog:

Za referentno telo (Reference product) potrebno je izabrati osnovu, dok za tačku čije će se kretanje posmatrati (Point selection), potrebno je izabrati teme na delu blok.

http://w

ww.SmartPDFCrea

tor.com

http://w

ww.SmartPDFCrea

tor.com

http://w

ww.SmartPDFCrea

tor.com

http://w

ww.SmartPDFCrea

tor.com

http://w

ww.SmartPDFCrea

tor.com


13

Iz grupe senzora aktivirati kinematske promenljive: Mechanism.1\Joints\Prismatic\Length

Speed-Acceleration.1\X_LinearSpeed

Speed-Acceleration.1\X_LinearAcceleration

Sa otvorenim dijalogom sa senzorima može se pokrenuti simulacija:

Kada se završi simulacija aktivira se dugme Graphics u dijalogu Sensors:

(da bi se uočile odgovarajuće jedinice mere na vertikalnoj osi za svaku kinematsku veličinu potrebno je kliknuti na svaku od izlaznih vrednosti.)

Na narednoj slici prikazana su 3 dijagrama za pređeni put, brzinu i ubrzanje:

http://w

ww.SmartPDFCrea

tor.com

http://w

ww.SmartPDFCrea

tor.com

http://w

ww.SmartPDFCrea

tor.com

http://w

ww.SmartPDFCrea

tor.com

http://w

ww.SmartPDFCrea

tor.com


14

Ukoliko želimo da se vratimo u početni položaj potrebno je

aktivirati komandu video plejera Jump to Start . Time se aktivira još jedno generisanje dijagrama. Novonastale podatke moguće je obrisati pomoću komande Clear na stranici History u dijalogu Sensors.

FORMIRANJE DIJAGRAMA ZAVISNOSTI BRZINE OD UGLA ZAOKRETANJA POLUGE 1

Vezba: Napraviti zavisnost intenziteta ubrzanja od ugla zaokretanja poluge 1.

http://w

ww.SmartPDFCrea

tor.com

http://w

ww.SmartPDFCrea

tor.com

http://w

ww.SmartPDFCrea

tor.com

http://w

ww.SmartPDFCrea

tor.com

http://w

ww.SmartPDFCrea

tor.com

Documents

Kinematika Mehanizam