ОПРЕДЕЛЕНИЕ НЕПОДВИЖНОЙ ЦЕНТРОИДЫ В УСЛОВИЯХ ЗАДАЧИ П.В. МАКОВЕЦКОГО
В книге П.В. Маковецкого «Смотри в корень» сформулирована задача о качении без скольжения тела правильной геометрической формы при заданной прямолинейной траектории его фиксированной точки. Её решение оказалось непосильным для автора. Приводится решение этой задачи на основе теории плоского движения твердого тела.
Задано уравнение контура тела (подвижной центроиды) vp = vp(up) в системе координат uO′v, жестко скрепленной с телом, и уравнение траектории точки A(uA, vA)yA = yA(xA) в неподвижной системе xOy (рис. 1). Требуется определить неподвижную центроиду.
Рис. 1
Угол ξ поворота подвижной системы uO′v относительно неподвижной xOy
Это выражение является разрешающим, с помощью которого устанавливается связь между положениями точки А и мгновенного центра вращения точки Р. Используем выражение радиуса кривизны траектории точки А
где rA - мгновенный радиус точки А. Диаметр круга Лагира (Sp - длина дуги центроид), угол между мгновенным радиусом точки А и общей нормалью к центроидам
С учетом того, что
имеем
Признаком экстремума неподвижной центроиды является равенство нулю первой производной . Признаком точки перегиба является равенство нулю второй производной . Координаты произвольной точки тела определяютcя по формулам
Рассмотрены случаи, когда точка А движется по прямой yA = const (ρA = ∞) и контур тела ограничен прямыми .
Пример 1. Качение правильного треугольника при (рис. 2). Известна сторона треугольника a = 3 см. При наличии симметрии достаточно построить один из «ухабов» (они повторяются). Из рисунка видно, что имеет место подрезание.
Пример 2. Качение четырехугольника произвольной формы при yA = 5,3 см (рис. 3). Заданы размеры: U1 = 55,26°; U2 = 24,44°; U3 = 58,18°; U4 = 35,73°; BC = 6,45 см; CD = 5 см; DE = 4 см; BE = 6 см. Подрезание также имеется. Ясно, что оно имеет место при условии, когда внутренний угол при вершине контура (в общем случае, угол между сопряженными в ней касательными) не превышает 90°.
Отметим следующее.
1. Получено общее решение задачи П.В. Маковецкого о качении без скольжения тел произвольной формы при движении фиксированной точки по заданной траектории.
2. Подтверждено отмеченное автором наличие подрезания, возникающего из-за геометрической несовместимости габаритной полосы движения тела и неподвижной центроиды, установлено условие его появления.
3. В решении задачи, возможно, кроется разгадка строительства египетских пирамид, когда тяжелые плиты вручную поднимались по «подкатным» путям, обеспечивающим траектории центров тяжести плит с небольшими углами наклона к горизонтали.
4. Выполненное решение может быть положено в основу проектирования зубчатых передач, в которых отсутствует трение скольжения, приводящее к преждевременному износу существующих пар с эвольвентным зацеплением.
Рис. 2
Рис. 3
Статья в формате PDF 145 KB...
27 03 2024 1:14:27
Статья в формате PDF 104 KB...
26 03 2024 11:58:34
Статья в формате PDF 138 KB...
24 03 2024 1:59:39
Статья в формате PDF 112 KB...
23 03 2024 7:17:29
Статья в формате PDF 103 KB...
22 03 2024 8:16:46
Статья в формате PDF 254 KB...
21 03 2024 18:17:49
Статья в формате PDF 140 KB...
20 03 2024 9:21:23
Статья в формате PDF 104 KB...
19 03 2024 22:45:24
Статья в формате PDF 221 KB...
18 03 2024 9:16:51
Статья в формате PDF 136 KB...
17 03 2024 0:46:40
Статья в формате PDF 100 KB...
16 03 2024 3:42:37
Статья в формате PDF 109 KB...
15 03 2024 7:32:13
Статья в формате PDF 100 KB...
14 03 2024 18:57:55
Статья в формате PDF 111 KB...
13 03 2024 2:27:19
Статья в формате PDF 105 KB...
12 03 2024 2:34:50
Статья в формате PDF 315 KB...
11 03 2024 12:33:59
Статья в формате PDF 100 KB...
09 03 2024 15:49:13
Статья в формате PDF 116 KB...
07 03 2024 10:45:44
Статья в формате PDF 243 KB...
05 03 2024 8:26:15
Статья в формате PDF 107 KB...
04 03 2024 15:49:43
Статья в формате PDF 224 KB...
03 03 2024 14:58:51
Статья в формате PDF 128 KB...
02 03 2024 0:14:35
Статья в формате PDF 121 KB...
01 03 2024 2:43:54
Вентральная грыжа – одно из наиболее распространенных хирургических заболеваний, которым страдают 5–7% населения земного шара. Довольно значительный сегмент среди грыж живота занимают паховые грыжи двухсторонней локализации, что представляет собой обособленную проблему современной герниологии. По данным отечественных и зарубежных исследователей на долю больных с контралатеральными паховыми грыжами приходится до15% от всех больных грыжей паховой локализацией. ...
28 02 2024 6:36:29
Статья в формате PDF 116 KB...
27 02 2024 20:29:42
26 02 2024 18:46:37
Статья в формате PDF 308 KB...
25 02 2024 21:43:12
Статья в формате PDF 123 KB...
23 02 2024 13:31:57
В настоящее время одной из наиболее обсуждаемых является тема воздействия интеллигенции на общественно-экономическую жизнь. Интеллигенция, являясь наиболее образованной группой общества, является монополистом в области на духовного и интеллектуального производства. По мере ускорения научно-технического прогресса данная тенденция усиливается. ...
22 02 2024 17:18:58
Статья в формате PDF 263 KB...
21 02 2024 23:29:54
Статья в формате PDF 120 KB...
20 02 2024 16:48:24
Статья в формате PDF 100 KB...
19 02 2024 9:35:23
Статья в формате PDF 227 KB...
17 02 2024 12:20:35
Еще:
Поддержать себя -1 :: Поддержать себя -2 :: Поддержать себя -3 :: Поддержать себя -4 :: Поддержать себя -5 :: Поддержать себя -6 :: Поддержать себя -7 :: Поддержать себя -8 :: Поддержать себя -9 :: Поддержать себя -10 :: Поддержать себя -11 :: Поддержать себя -12 :: Поддержать себя -13 :: Поддержать себя -14 :: Поддержать себя -15 :: Поддержать себя -16 :: Поддержать себя -17 :: Поддержать себя -18 :: Поддержать себя -19 :: Поддержать себя -20 :: Поддержать себя -21 :: Поддержать себя -22 :: Поддержать себя -23 :: Поддержать себя -24 :: Поддержать себя -25 :: Поддержать себя -26 :: Поддержать себя -27 :: Поддержать себя -28 :: Поддержать себя -29 :: Поддержать себя -30 :: Поддержать себя -31 :: Поддержать себя -32 :: Поддержать себя -33 :: Поддержать себя -34 :: Поддержать себя -35 :: Поддержать себя -36 :: Поддержать себя -37 :: Поддержать себя -38 ::