Kon Mekanismiopin perusteet

Transkriptio

1 Kon Mekanismiopin perusteet Kari Tammi Tommi Lintilä

2 Kurssin osasuoritteet Viikkoharjoitukset: 6 kpl 1/3 arvosanasta Harjoitustyö: 2/3 arvosanasta - Molemmat suoritetaan itsenäisesti! Hyväksyttyyn suoritukseen vaaditaan 40 % pisteistä. Luentokysymykset: Vastattava vähintään 5/8 Loppukysely: +1 piste harjoitustyön pisteisiin 2

3 Kurssin työmäärä 5 op = 133,5 h Luennot 8*(2h luento+1h valmistautuminen ja reflektointi) Laskarit 6*(2 10)h Harjoitustyö h 3

4 Kurssin osaamistavoitteet Opiskelija osaa: Kurssin jälkeen opiskelija tuntee mekanismianalyysin ja -synteesin perusteet, osaa soveltaa statiikan ja dynamiikan peruslakeja mekanismeihin. Opiskelija tunnistaa yleisimmät mekanismit ja niiden piirteet Piirtää mekanismin ja analysoida sen toiminnan Muodostaa yhtälöt yksinkertaisille mekanismeille Piirtää mekanismin tuottama rata 4

5 Kurssin sisältö: luennot Luento 1: Aloitus Luento 2: Kinematiikka Luento 3: Transformaatiot Luento 4: Voimat mekanismeissa Luento 5: Vipumekanismit Luento 6: Mekanismisynteesi Luento 7: Harjoitustyön julkistaminen Luento 8: Vierailijaluento Luento 9: Vierailijaluento 5

6 Viikkoharjoitukset Viikkoharjoitukset tehdään lähtökohtaisesti Matlab-ohjelmalla. Apua tehtäviin saa laskutuvista! Esimerkkiratkaisut julkaistaan viimeisen palautuspäivämäärän jälkeen. Palautus MyCoursesiin: PDF-tiedosto raportista - Saa hyödyntää Matlab:in Publish-ominaisuutta Lähdetiedosto (.m) 6

7 Tukimateriaali Opiskelun tueksi voi hankkia tai lainata esim: - Airila, Mauri: Mekatroniikka. Otatieto. Helsinki Leinonen, Tatu: Mekanismioppi. 2. korjattu painos. Oulu Shigley, J. E. & Uicker, J. J: Theory of machines and mechanisms. 2nd edition

8 Kurssin laskuissa tehtävät oletukset Kappaleet ovat jäykkiä Nivelet ovat välyksettömiä ja jäykkiä Sauvoissa voi olla vain vetoa tai puristusta Kappaleissa ei tapahdu värähtelyä 8

9 Mikä on mekanismioppi? Mekanismi on laite joka siirtää Voimaa Liikettä Kiihtyvyyttä Mekanismioppi tutkii näiden Analyysiä Synteesiä

10 Analyysiesimerkki

11 Analyysiesimerkki

12 Analyysi esimerkki

13 Analyysi esimerkki Nivelnelikulmio Four-bar linkage Kurbelschwinge Fyrstångslänk Perus sauvamekanismi Tasokolmio on määrätty ja eikä liiku

14 Analyysiesimerkki Ohjaus lisätään tai

15 Analyysiesimerkki Ohjaus tehdään ensin? Ohjaus on nivelnelikulmio - Sylinteri on kuin ääretön sarananivel

16 Synteesiesimerkki 2 asentoa 16

17 Synteesiesimerkki 2 asentoa 17

18 Synteesiesimerkki 2 asentoa 18

19 Synteesiesimerkki 2 asentoa Valitse piste viivalla 19

20 Mihin tarvitset mekanismioppia? 1/3 Vältä ennustamista, laske ja arvioi Laskut, karkeatkin ovat parempia kun arvaus Miten hyvin laite soveltuu tehtäväänsä Mitä vaihtoehtoja on olemassa - Valitse vaihtoehdoista paras, se helpottaa työn tekoa

21 Mihin tarvitset mekanismioppia? 2/3 Suunnitteluinsinööri Usein voiman määrittäminen esim. moottorin tai palkin mitoittamiseen Rakenteen valinta Projektipäällikkö Arvioida kuinka kauan jonkun asian tekeminen kestää Mikä on hyvä lähentymistapa Analyytikko Varmistua siitä että mitoitus on tehty oikein

22 Mihin tarvitset mekanismioppia? 3/3 Rakenteet Rakenne on usein mekanismi ennen kuin se lukitaan - Helpottaa asennusta jos on - Liikeanalyysilaskut voivat todentaa rakenteen olevan liikkumaton Energiatehokkuus Energiatehokkuutta saadaan - Siirtämällä paino muualle - Hyötysuhdetta muuttamalla Tarvitset jonkun liikkeen Kokoontaittuvan rakenteen Kohdistaa jotain - Hyvin pieni mutta tarkka liike Suurentaa/pienentää liikettä - Nopeutta, kiihtyvyyttä tai Jerkkiä Siirtää voimaa Kiinteät liikeradat - Säilyttää jonkin osan asento

23 Odotukset kurssilta? Kommentteja: Kivoja laskutehtäviä Esimerkkejä todellisuudesta Esim. autoja, lentokone, puimuri, teollisuusrobotit Esimerkki museosta, ihmisesimerkki (tukilaitteita) 23

24 Matlab-esimerkki 24