GRASHOFO DĖSNIS: ATVEJAI, MECHANIZMAI, PAVYZDŽIAI, TAIKYMAI - FIZINIS - 2025

Iš Grashof teisė nustato, kad: gyvenamajame name keturių - alkūninis baras mechanizmas su viena fiksuota, bent vienas iš barų gali padaryti visą eilė, jeigu ilgesnė trumpiausią juostoje suma ir baras mažesnis arba lygus kitų dviejų sumai.

Yra penki plokšti keturių juostų arba jungiamųjų mechanizmai, atitinkantys Grashofo įstatymus (pavyzdys parodytas 1 paveiksle). Norint, kad įstatymus atitinkančių mechanizmų juostos ar jungtys padarytų visišką posūkį, būtina, kad realiai išdėstant, kiekviena juosta užimtų skirtingas lygiagrečias plokštumas.

1 pav. Keturių juostų mechanizmas, įgyvendinantis Grashofo dėsnį. Šaltinis: „Wikimedia Commons“.

Grashofo dėsnis yra paprasta taisyklė, leidžianti suprojektuoti mechanizmą, kuriam reikalingas visas sukimasis, nes variklis bus prijungtas, arba, priešingai, todėl, kad norite transformuoti virpesių judesį į sukamąjį taip, kad jis būtų matematinis. ir fiziškai gyvybingi.

Pasienio atvejai

Tarkime, kad keturių jungiamųjų juostų ilgiai yra išdėstyti nuo mažiausio iki didžiausio pagal:

Grashofo įstatymas teigia, kad norint įvykdyti bent vieną juostą ar jungtį, kad būtų galima įvykdyti vieną apsisukimą ar posūkį, būtina įvykdyti šią sąlygą:

Ši nelygybė turi šias pasekmes:

- Vienintelė juosta ar saitas, galintis sukelti visišką apsisukimą kitos atžvilgiu, yra trumpiausia juosta.

- Jei trumpesnė juosta sukasi pilnai kitos atžvilgiu, tada ji taip pat suks visus kitus.

Judėjimo tipai

Grashofo įstatymus atitinkantis šarnyrinio keturkampio judėjimas gali būti šių tipų:

- Dvigubas posūkis arba švaistiklis, jei trumpiausias strypas yra fiksuotas, o gretimi strypai sukasi.

- Pirmyn ir atgal, jei trumpa juosta yra greta fiksuotos juostos.

- Dvigubas rokeris su sąlyga, kad trumpiausias strypas yra priešais fiksuotą.

Kai lygybė bus įvykdyta pagal Grashofo formulę, tai yra ribinis atvejis, kai trumpiausio ilgiausio ilgio juostų suma yra lygi kitų dviejų sumai.

Tokiu atveju mechanizmas gali pasirinkti konfigūraciją, kurioje keturios juostos yra išlygintos. Ir būtent šioje padėtyje nestacionarūs sujungimai gali abejingai eiti vienaip ar kitaip, todėl mechanizmas užsifiksuos.

Grashofo būklę tenkinantys mechanizmai yra patikimesni ir patiria mažiau streso jų sąnariams ir jungtims, nes jie yra toliau nuo ribinio lygybės atvejo.

Grashofo įstatymus atitinkantys mechanizmai

Mes žymėsime nuoseklias jungtis su A, B, C ir D, tada:

- A ir B yra fiksuoti šerdesai.

- AB = d1 (fiksuota juosta)

- BC = d2

- CD = d3

- DA = d4

- Dvigubas švaistiklio mechanizmas

B2 ir b4 juostos sukasi visiškai ir įvykdomas Grashofo įstatymas:

d1 + d3 <= d2 + d4.

2 pav. Švaistiklis - švaistiklio mechanizmas. Šaltinis: pačių sukurtas.

- Daugiau mechanizmų, atitinkančių Grashofo įstatymus

Kitų mechanizmų, kurie atitinka Grashofo įstatymus, savybės yra išvardytos ir aprašytos toliau:

Švaistiklio mechanizmas - rokeris

D2 + d3 <= d1 + d4 įvykdytas

Trumpesnis strypas d2 pasisuka visiškai, o priešinga juosta d4 pasuka rokerį.

3 pav. Švaistiklis - svirties mechanizmas. Šaltinis: „Wikimedia Commons“.

Dvigubas rokerio mechanizmas

- Fiksuotoji juosta AB yra didesnė nei priešingos juostos kompaktinis diskas ir atitinka:

d1 + d3 <= d2 + d3

- Dėl trumpesnio strypo (priešingo fiksuotam strypui), jis sugeba atlikti visą posūkį.

Sujungtas paralelogramo mechanizmas

- AD ir BC juostos yra vienodo ilgio ir visada lygiagrečios.

- Savo ruožtu, juostos AB ir CD yra vienodo ilgio ir visada lygiagrečios.

- Priešingų strypų ilgiai yra vienodi ir pagal Grashofo įstatymą d1 + d2 = d3 + d4 yra įvykdyti.

- Pagaliau juostos AD ir BC visiškai pasisuka ta pačia kryptimi.

Sujungta antiparallelograma

- AD ir BC juostos yra vienodo ilgio ir nėra lygiagrečios.

- AB ir CD juostos turi būti vienodo ilgio ir lygiagrečios.

- Kita vertus, priešingi strypai yra vienodo ilgio, du iš jų yra kertami.

- Taikant šį mechanizmą turi būti įvykdyta ši sąlyga:

- Strypų AD ir BC pasukimas yra baigtas, tačiau priešingomis kryptimis.

4 pav. Grashofo dėsnį atitinkantis artikuliuotas antiparalleliogramos mechanizmas. Šaltinis: „Wikimedia Commons“.

Programos

Grashofo įstatymus atitinkantys mechanizmai gali būti daug pritaikomi:

Švaistiklio mechanizmas - rokeris

Jis taikomas pedalo siuvimo mašinai, naudingas tose vietose, kur nėra elektros, kur pedalas suka arkliuką, kuris perduodamas į ratą, sujungtą skriemuliu prie siuvimo mašinos.

Kitas pavyzdys, kurį reikia paminėti, yra priekinio stiklo valytuvų mechanizmas. Jame variklis yra sujungtas su švaistiklio juosta, kuri atlieka visus posūkius, perduodant rokerio judesį į juostą, kuria judamas pirmasis sistemos šepetys.

5 pav. Priekinio stiklo valytuvų sistema su dviem svirties švaistiklio mechanizmais, sujungtais su tuo pačiu varikliu. Šaltinis: „Wikimedia Commons“.

Kitas švaistiklio-svirties mechanizmo pritaikymas yra svirties svirtys, skirtos siurbti naftą iš žemės.

6 pav. Alyvos siurbimo rokeris. Šaltinis: „Pixabay“.

Prie švaistiklio yra prijungtas variklis, kuris visiškai pasisuka ir perduoda judesį į siurbimo galvutę ar svirties ranką.

Sujungtas paralelogramo mechanizmas

Šis mechanizmas buvo naudojamas garo lokomotyvų ratams sujungti, kad abu ratai pasuktų ta pačia kryptimi ir tuo pačiu greičiu.

Pagrindinis šio mechanizmo bruožas yra tas, kad strypas, jungiantis abu ratus, yra tokio paties ilgio, kaip ir ašių atskyrimas.

7 paveikslas. Srovės imtuvas yra sujungtoji lygiagretė. Šaltinis: „Wikimedia Commons“.

Srovės imtuvas yra piešimo įrankis, naudojamas vaizdams nukopijuoti ir padidinti. Jis remiasi keturių juostų mechanizmu, kuriame yra keturios jungtys, sudarančios lygiagretės diagramos viršūnes.

Šarnyrinis antiparalelogramos mechanizmas

Tai yra mechanizmas, naudojamas teniso kamuoliuko metimo mašinoje, kur ratai, stumiantys ir paleidžiantys kamuolį, turi suktis priešingomis kryptimis.

Nuorodos

1. Clemente C. Švaistiklio-svirties mechanizmo virtuali laboratorija. Magistro laipsnio darbas. Almerijos universitetas. (2014). Atkurta iš: repositorio.ual.es
2. Hurtado F. Grashofo dėsnis. Atkurta iš: youtube.com
3. Mech dizaineris. Kinematikos Grashofo kriterijus. Atkurta iš: mechdesigner.support.
4. Shigley, J. Mašinų ir mechanizmų teorija. Mc-Graw Hill.
5. Mes esame F1. Keturių juostų mechanizmo analizė. Atkurta iš: youtube.com
6. UNAM. Keturių juostų mechanizmo, naudojamo mokymui, sukūrimas. Atkurta iš: ptolomeo.unam.mx
7. Vikipedija. Keturių juostų sujungimas. Atkurta iš: en.wikipedia.com
8. Vikipedija. Grashofo dėsnis. Atkurta iš: es.wikipedia.com