Upload
rotaru-razvan-florentin
View
304
Download
1
Embed Size (px)
Citation preview
8/17/2019 Mecanisme 2015
1/55
8/17/2019 Mecanisme 2015
2/55
Curs1 M E
C A N I S M E
D A T R Structura cursului, aplicaţii, proiect
Curs 3h: miercuri 8 – 10,30 Proiect 1h, joi: Temă de proiect
Laborator 1h, joi: Lucrări de laborator (5sau 6), sala G P 3
Nota finală: Proiect – (33%) Examen (aplicaţii, teorie) – (66%)
Cursuri: Disponibile on-line: student.rrv.ro/ …
2
8/17/2019 Mecanisme 2015
3/55
Curs1 M E
C A N I S M E
D A T R Subiectul cursului I
Introducere. Obiectivele disciplinei de mecanisme.
Istoria disciplinei: Teoria (ştiinţa) Mecanismelor şi Maşinilor
Studiul mecanismelor: analiză şi sinteză
Studiul mecanismelor: cinematică,dinamică Exemple
3
8/17/2019 Mecanisme 2015
4/55
Curs1 M E
C A N I S M E
D A T R Obiective ale disciplinei
Însuşirea corectă a noţiunilor de bază şi ametodelor specifice utilizate în analizastructurii, cinematicii şi dinamicii
mecanismelor (sistemelor mecanice).Crearea unor abilităţi privind modelarea unor
sisteme mecanice complexe.Folosirea metodelor moderne pentru
rezolvare analitică şi elementele necesarefolosirii metodelor numerice în analizacinematică şi dinamică.
Noţiuni de bază despre angrenaje şi came.
4
8/17/2019 Mecanisme 2015
5/55
Curs1 M E
C A N I S M E
D A T R Obiective ale disciplinei
Formarea abilităţilor de bază înidentificarea, reprezentarea, analiza şisinteza mecanismelor fundamentale: metode pentru analiza si sinteza
mecanismelor (metode grafice, metodeanalitice etc.)
5
8/17/2019 Mecanisme 2015
6/55
Curs1 M E
C A N I S M E
D A T R Obiective ale disciplinei
Identificarea calitativă a funcţiilor detransmitere ale unui mecanism cu ajutorulnoţiunilor structurale de bază;
Modelarea intuitiva a funcţiilor detransmitere ale mişcărilor cu simularea siinterpretarea răspunsului cinematic pentruprincipalele tipuri de mecanisme;
Modelarea intuitivă a funcţiilor detransmitere ale forţelor cu simularea siinterpretarea răspunsului static şi dinamic
pentru principalele tipuri de mecanisme;.
6
8/17/2019 Mecanisme 2015
7/55
Curs1 M E
C A N I S M E
D A T R Obiective ale disciplinei
Stabilirea caracteristicilor structurale,cinematice şi dinamice ale mecanismelor(analiză)
Conceperea de noi sisteme (sinteză) Mecanisme cu bare articulate Mecanisme cu roţi dinţate Mecanisme cu came
Not ă: elementele mecanismelor sunt considerate rigide
Analiză SintezăMECANISME
7
8/17/2019 Mecanisme 2015
8/55
Curs1 M E
C A N I S M E
D A T R Definiţia mecanismului
Sistem tehnic care transformă mişcarea înmişcare dorită (mişcare determinată)
Mișcare de oscila
ție a pistonului este transformat
ă în mi
șcarea
de rotație a arborelui cotit (motor)
Mișcare de rotație a arborelui se transformă în mișcarea de
oscilație a pistonului (pompă)
8
2
A
3
B
C
4
D
1
8/17/2019 Mecanisme 2015
9/55
Curs1 M E
C A N I S M E
D A T R Bibliografie
Alexandru, P. ş.a, Proiectarea funcţională amecanismelor. Editura Lux Libris. 1999 Talabă, D., Mecanisme articulate. Proiectare
asistată de calculator, Ed.Univ. Transilvania,
2004. Antonya, Cs., Simularea grafică a sistemelorde corpuri, Ed.Univ. Transilvania, 2004.
Erdman, A. G., Sandor, G. N., Kota, S.,
Mechanism Design: Analysis and Synthesis,Prentice Hall, 2001. Haug, J.E., Computers Aided Kinematics and
Dynamics of Mechanical System, vol. I.Allyn and Bacon, 1989.
Jalon, J.G., Bayo, E., Kinematic and DynamicSimulation of Multibody Systems – The realtime challenge, Springer-Verlag, 1994.
9
8/17/2019 Mecanisme 2015
10/55
Curs1 M E C A N I S M E
D A T R Bibliografie
Uicker, J.J. Jr., Pennock, G.R. and ShigleyJ.E. Theory of Machines and Mechanisms,Oxford University Press, 2011
Myska, David H. Machines & Mechanisms:applied kinematic analysis, 2nd Ed.,Prentice Hall, 2002
Shabana, A. A., Dynamics of MultibodySystems, Cambridge University Press,2005
Waldron, Kenneth J. and Kinzel, Gary L.,Kinematics, Dynamics, and Design of Machinery, John Wiley & Sons, Inc, 2004.
10
8/17/2019 Mecanisme 2015
11/55
Curs1 M E C A N I S M E
D A T R Istoric - Ştiinţa Mecanismelor şi Maşinilor
Arhimede (ca. 287–212 i.e.n)a studiat şi sistematizatdispozitivele mecanicesimple (pârghia, planul înclinat, scripetele, troliul,şurubul)
A inventat o serie de"maşinării" menite săcontribuie la apărareaoraşului Siracuza.
11
8/17/2019 Mecanisme 2015
12/55
Curs1 M E C A N I S M E
D A T R Istoric - Ştiinţa Mecanismelor şi Maşinilor
Heron din Alexandria (118 - 81i. e. n.) a construit chiarmecanisme şi maşini acţionate
pneumatic A scris mai multe cărți despre
Matematică, Geometrie și
Inginerie, care au fost utilizatepână la timpurile medievale. Alte invenții: maşini automate
pentru temple si teatre, mașini
militare, arme.
12
8/17/2019 Mecanisme 2015
13/55
Curs1 M E C A N I S M E
D A T R Istoric - Ştiinţa Mecanismelor şi Maşinilor
Galileo Galilei în 1593 defineşte maşinaastfel: „O maşină este un mijloc prin careo greutate dată poate fi transportată la olocaţie dată prin folosirea unei forţe”.
Jacob Leupold în 1724 tratează descriereamaşinilor şi mecanismelor referindu-se la
„scopul lor de modificare a mişcării maidegrabă prin chiar construcţiamaşinăriei”.
13
8/17/2019 Mecanisme 2015
14/55
Curs1 M E C A N I S M E
D A T R
Agustin de Betancourt(1758–1824), împreună cuJose Maria de Lanz, autorii
lucrării “Essai sur lacomposition desmachines” (1808),considerat a fi primul
tratat modern despremecanisme și prima cartecare conține o propunerede clasificare amecanismelor bazată pecriterii de transformare amișcării.
14
Istoric - Ştiinţa Mecanismelor şi Maşinilor
8/17/2019 Mecanisme 2015
15/55
Curs1 M E C A N I S M E
D A T R
Franz Reuleaux (1829-1905) adezvoltat un sistem declasificare a mecanismelor și acreat sute de modele.În 1875 defineşte maşina astfel:„O maşină este o combinaţie decorpuri capabile de a rezista la
deformaţie, astfel aranjate caprin constrângere (mecanică)forţele din natură să producă efectul prescris ca răspuns la
mişcările de intrare prescrise”.
Istoric - Ştiinţa Mecanismelor şi Maşinilor
15
8/17/2019 Mecanisme 2015
16/55
Curs1 M E C A N I S M E
D A T R Istoric - Ştiinţa Mecanismelor şi Maşinilor
André-Marie Ampère (1775-1836) afolosit prima dată cuvântul Cinematiquepentru studiul mișcării f ără a lua înconsiderare forțele
Francesco Masi în 1897 menţionează că:
„De aici înainte noi numim: ca mecanismun lanţ cinematic care a fost fixat pe unuldin componentele lui; ca maşină unmecanism ale cărui componente fac lucrumecanic”.
16
8/17/2019 Mecanisme 2015
17/55
8/17/2019 Mecanisme 2015
18/55
Curs1 M E C A N I S M E
D A T R
http://www.iftomm.org International Federation for the Promotion of
Mechanism and Machine Science Technical Committee for Biomechanical Engineering
Technical Committee for Computational Kinematics Technical Committee for Gearing and Transmissions Technical Committee for Linkages and Mechanical
Controls
Technical Committee for Micromachines Technical Committee for Multi-body Dynamics Technical Committee for Reliability Technical Committee for Robotics and Mechatronics
Technical Committee for Rotordynamics Technical Committee for Sustainable Energy Systems Technical Committee for Transportation Machinery Technical Committee for Tribology
Technical Committee for Vibrations18
8/17/2019 Mecanisme 2015
19/55
Curs1 M E C A N I S M E
D A T R
InginerieMecanică
Statică Mecanicasolidului
Dinamică
Cinematică Cinetică
Rezistenţă Mecanica
fluidelor
Hidrodinamică Termodinamică Aerodinamică
19
8/17/2019 Mecanisme 2015
20/55
Curs1 M E C A N I S M E
D A T R
Cinematică - Ramură a mecanicii care seocupă cu studiul mișcării corpurilor,independent de masele lor și de cauzelecare produc mișcarea
Dinamică - Ramură a mecanicii carestudiază mișcările corpurilor ținând seama
de masele lor și de forțele care se exercită asupra lor
20
8/17/2019 Mecanisme 2015
21/55
Curs1 M E C A N I S M E
D A T R Teoria mecanismelor
Structura mecanismelor
Cinematica mecanismelor
Dinamica mecanismelor
21
8/17/2019 Mecanisme 2015
22/55
Curs1 M E C A N I S M E
D A T R
Curs Mecanisme
8/17/2019 Mecanisme 2015
23/55
Curs1 M E C A N I S M E
D A T R
Curs Mecanisme
Exemple
8/17/2019 Mecanisme 2015
24/55
Curs1 M E C A N I S M E
D A T R
24
8/17/2019 Mecanisme 2015
25/55
Curs1 M E C A N I S M E
D A T R
25
8/17/2019 Mecanisme 2015
26/55
Curs1 M
E C A N I S M E
D A T R
26
8/17/2019 Mecanisme 2015
27/55
Curs1 M
E C A N I S M E
D A T R
27
8/17/2019 Mecanisme 2015
28/55
Curs1 M
E C A N I S M E
D A T R
28
8/17/2019 Mecanisme 2015
29/55
Curs1 M
E C A N I S M E
D A T R
29
8/17/2019 Mecanisme 2015
30/55
Curs1 M
E C A N I S M E
D A T R
30
8/17/2019 Mecanisme 2015
31/55
Curs1 M
E C A N I S M E
D A T R Mecanismul de direcţie (Ackerman)
Curs Mecanisme
R
8/17/2019 Mecanisme 2015
32/55
Curs1 M
E C A N I S M E
D A T R Mecanismul de suspensie
32
R ă d b i
8/17/2019 Mecanisme 2015
33/55
Curs1 M
E C A N I S M E
D A T R Ştergătoare de parbriz
33
R M i l t
8/17/2019 Mecanisme 2015
34/55
Curs1 M
E C A N I S M E
D A T R Mecanismul motor
34
R
8/17/2019 Mecanisme 2015
35/55
Curs1 M
E C A N I S M E
D A T R
35
R
8/17/2019 Mecanisme 2015
36/55
Curs1 M
E C A N I S M E
D A T R
36
8/17/2019 Mecanisme 2015
37/55
R Unelte software
8/17/2019 Mecanisme 2015
38/55
Curs1 M
E C A N I S M E
D A T R Unelte software
SIMPACK – INTEC GmbH
38
R Unelte software
8/17/2019 Mecanisme 2015
39/55
Curs1 M
E C A N I S M E
D A T R Unelte software
LMS Virtual.Lab Motion
39
R Unelte software
8/17/2019 Mecanisme 2015
40/55
Curs1 M
E C A N I S M E
D A T Unelte software
SimMechanics – MATLAB Mathworks
40
R Unelte software
8/17/2019 Mecanisme 2015
41/55
Curs1 M
E C A N I S M E
D A T
Unelte software
alaska Technical University of Chemnitz, Germany AUTOLEV OnLine Dynamics Inc., United States AutoSim Mechanical Simulation Corp., United States AVL EXCITE AVL, Austria CAMeL-View IXtronics GmbH, Germany COMPAMM CEIT, Spain
Dynawiz Concurrent Dynamics International Hyperview Motionview Altair Engineering, United States MapleSim Maplesoft, Canada MECANO Samtech, Belgium MBDyn Politecnico di Milano, Italy MBSoft Universite Catholique de Louvain, Belgium NEWEUL University of Stuttgart, Germany RecurDyn Function Bay Inc., Korea RoboAnalyzer Avon Enterprises, India Robotran Universite Catholique de Louvain, Belgium SAM Artas Engineering Software, The Netherlands SD/FAST PTC, United States SimCreator Realtime Technologies Inc., United States
SimMechanics The Mathworks, United States SPACAR University of Twente, The Netherlands TRUE True-World, France Universal Mechanism Bryansk State Technical University, Russia Working Model Knowledge Revolution, United States
41
T R Definiţii - MAŞINA
8/17/2019 Mecanisme 2015
42/55
Curs1 M
E C A N I S M E
D A T
Definiţii MAŞINA
maşină = sistemul tehnic care realizează cel puţin una dintre următoarele funcţii: transformă diferite forme de energie
(termică, chimică, electrică,electromagnetică, nucleară etc.) în energiemecanică (lucru mecanic);
transformă şi transmite energia mecanică; transformă energia mecanică in alte forme
de energie.
42
T R Definiţii - MECANISMUL
8/17/2019 Mecanisme 2015
43/55
Curs1 M
E C A N I S M E
D A T
e ţ C S U
Teoria mecanismelor Este ştiinţa mişcării relative ale corpurilor
tehnice supuse la legături
Mecanismul Părţi componente ale maşinilor ce sunt
sisteme de corpuri în care mişcarea unora -
numite elemente motoare - se transformă in mişcarea determinată a celorlalte -numite elemente conduse.
Mecanismul Este un sistem tehnic de corpuri în care
mişcarea unui corp se transformă înmişcarea necesară a altor corpuri (îngeneral considerate rigide)
43
T R Componentele mecanismelor
8/17/2019 Mecanisme 2015
44/55
Curs1 M
E C A N I S M E
D A T
p
Elemente cinematice (corpuri)
Cuple cinematice (legături, constrângerimecanice)
Lanţuri cinematice
44
T R Mecanismul bielă-manivelă (manivelă-culisor)
8/17/2019 Mecanisme 2015
45/55
Curs1 M E
C A N I S M E
D A T Mecanismul bielă manivelă (manivelă culisor)
Elementulcinematic
conducător
(motor),manivelă
Element
cinematicBielă
Elementulcondus
Culisor
45
Cuplă cinematică de rotaţie
8/17/2019 Mecanisme 2015
46/55
T R Clasificarea mecanismelor -
8/17/2019 Mecanisme 2015
47/55
Curs1 M E
C A N I S M E
D A T Clasificarea mecanismelor
Mecanisme generatoare de funcţiiElementul condus reproduce o lege dată demişcare, pentru o anumită lege de mişcarea elementului conducător
Mecanisme de orientare
Mecanisme generatoare de traiectorii
Sunt importante orientarea unor
elemente
Un punct din planul unui element cumişcare complexă reproduce o traiectoriedată
47
T R Mecanisme generatoare de funcţii
8/17/2019 Mecanisme 2015
48/55
Curs1 M E
C A N I S M E
D A T
Este de interes mişcarea relativă aelementelor cinematice legate la bază.
Mecanism patrulater pentrufrânarea scaunului cu rotile,acționat de mână
48
T R Mecanisme generatoare de funcţii
8/17/2019 Mecanisme 2015
49/55
Curs1 M E
C A N I S M E
D A
Function Generation Mechanisms
Mecanism patrulater pentru un aspersor
49
A T R Mecanisme de orientare
8/17/2019 Mecanisme 2015
50/55
Curs1 M E
C A N I S M E
D A
Este de interes întreaga mișcare ale elementelorintermediare (de ex. biela)
Sistemul de frânare ale patinelorcu role
Fixed pivot points
2
4
3
Moving
joints
50
A T R Mecanisme de orientare
8/17/2019 Mecanisme 2015
51/55
Curs1 M E
C A N I S M E
D A
Mecanism patrulater pentru capotaauto
51
A T R Mecanisme de orientare
8/17/2019 Mecanisme 2015
52/55
Curs1 M E
C A N I S M E
D A
Platforme de ridicare
5
34
21
6
5
34
2
16
52
A T R Mecanisme generatoare de traiectorii
8/17/2019 Mecanisme 2015
53/55
Curs1 M E
C A N I S M E
D A
Traiectoria unui punct este de interes șinu cu mișcarea (de rotație) elementelorcinematice
Macara – traiectorie liniară
53
A T R Mecanisme cu traiectorii liniare
8/17/2019 Mecanisme 2015
54/55
Curs1 M E
C A N I S M E
D A
54
A T R Mecanisme cu traiectorii liniare
8/17/2019 Mecanisme 2015
55/55
Curs1 M E
C A N I S M E
D A
55