GRASHOFIN LAKI: TAPAUKSET, MEKANISMIT, ESIMERKIT, SOVELLUKSET - FYYSINEN - 2026

Laki Grashof, että: Vuonna tasainen neljän - bar mekanismi nivelletty yhdellä kiinteällä, ainakin jossain baareissa voi tehdä täyskäännöksen, edellyttäen enää summa lyhimmän baari ja baari on pienempi tai yhtä suuri kuin kahden muun summa.

Grashofin lakia noudattaen on viisi tasaista nelipalkki- tai linkkimekanismia (esimerkki on esitetty kuvassa 1). Jotta lain mukaiset mekanismien palkit tai linkit saavat aikaan täydellisen käännöksen, on välttämätöntä, että todellisessa järjestelyssä jokainen tanko vie eri rinnakkaisia ​​tasoja.

Kuva 1. Nelitankoinen mekanismi, joka täyttää Grashofin lain. Lähde: Wikimedia Commons.

Grashofin laki on yksinkertainen sääntö, jonka avulla voit suunnitella mekanismin, joka vaatii täydellistä pyörimistä, joko koska moottori kytketään tai päinvastoin, koska haluat muuttaa värähtelevän liikkeen kiertyväksi siten, että se on matemaattinen ja fyysisesti elinkelpoisia.

Rajatapaukset

Oletetaan, että neljällä linkkipalkilla on seuraavat pituudet järjestyksessä pienimmästä suurimpaan seuraavien mukaan:

Grashofin lain mukaan vähintään yhden palkin tai linkin suorittamiseksi yhden kierroksen tai käännöksen ehdon on täytyttävä:

Tällä eriarvoisuudella on seuraavat vaikutukset:

- Ainoa palkki tai linkki, joka voi antaa täydet kierrokset toiseen nähden, on lyhin palkki.

- Jos lyhyempi palkki kääntyy täydellisesti toisen suhteen, niin se tekee myös täydelliset käännökset suhteessa kaikkiin muihin.

Liiketyypit

Grashofin lain mukainen nivelen nelikulmainen liike voi olla seuraavan tyyppinen:

- Tuplakierros tai kampi, jos lyhin palkki on kiinteä ja vierekkäiset palkit tekevät valmis käännökset.

- Edestakaisin, jos lyhyt palkki on kiinteän palkin vieressä.

- Kaksinkertainen keinu, jos lyhin tanko on kiinteää vastapäätä.

Kun tasa-arvo toteutuu Grashofin kaavassa, niin olemme rajoitustapauksessa, jossa lyhyimmän pisin pisin pylväs on yhtä suuri kuin kahden muun summa.

Tässä tapauksessa mekanismi voi hyväksyä kokoonpanon, jossa neljä palkkia ovat kohdistettuina. Ja se on tässä asennossa, kiinnittämättömät nivelet voivat välinpitämättömästi mennä suuntaan tai toiseen, jolloin mekanismi lukittuu.

Grashofin tilan mukaiset mekanismit ovat luotettavampia ja kärsivät vähemmän nivelten ja nivelten rasituksesta, koska ne ovat edelleen yhtäläisyyden rajoittavasta tapauksesta.

Grashofin lain mukaiset mekanismit

Merkitään peräkkäisiä liitoksia A: n, B: n, C: n ja D: n kanssa, sitten:

- A ja B ovat kiinteitä tappia.

- AB = d1 (kiinteä palkki)

- BC = d2

- CD = d3

- DA = d4

- Kaksinkertainen kampilaite

Palkit b2 ja b4 pyörivät täysin ja Grashofin laki täyttyy:

d1 + d3 <= d2 + d4.

Kuva 2. Kampi - kampikoneisto. Lähde: itse tehty.

- Lisää Grashofin lain mukaisia ​​mekanismeja

Muiden Grashofin lain mukaisten mekanismien ominaisuudet on nimetty ja kuvattu alla:

Kammen mekanismi - vipu

D2 + d3 <= d1 + d4 on täytetty

Lyhyempi palkki d2 pyörii kokonaan ja vastakkainen palkki d4 kiertää liikettä.

Kuva 3. Kampi - keinumekanismi. Lähde: Wikimedia Commons.

Kaksinkertainen keinumekanismi

- Kiinteä palkki AB on suurempi kuin vastakkainen bar CD ja täyttää seuraavat vaatimukset:

d1 + d3 <= d2 + d3

- Lyhyemmässä sauvassa (kiinteän tankin vastapäätä) se pystyy kääntämään kokonaan

Nivelöity suuntauskuvamekanismi

- Palkit AD ja BC ovat yhtä pitkät ja aina yhdensuuntaiset.

- Pylväät AB ja CD ovat puolestaan ​​yhtä pitkät ja aina yhdensuuntaiset.

- Vastakkaisten tankojen tapauksessa niiden pituus on sama ja d1 + d2 = d3 + d4 täytetään Grashofin lain mukaan.

- Lopuksi tangot AD ja BC kääntyvät täysin samaan suuntaan.

Nivelöity anti-paralelogrammi

- Palkit AD ja BC ovat yhtä pitkät eivätkä ole yhdensuuntaiset.

- Baareissa AB ja CD niiden on oltava samanpituisia eikä samansuuntaisia.

- Toisaalta, vastakkaisilla tangoilla on sama pituus, kaksi niistä on ylitetty.

- Tässä mekanismissa seuraavien ehtojen on täytyttävä:

- Tankojen AD ja BC kierto on valmis, mutta vastakkaisiin suuntiin.

Kuva 4. Grashofin lakia noudattava nivelöity anti-parallelogram -mekanismi. Lähde: Wikimedia Commons.

Sovellukset

Grashofin lain mukaisilla mekanismeilla on useita sovelluksia:

Kammenmekanismi - keinuvipu

Sitä käytetään poljinompelukoneessa, joka on hyödyllinen paikoissa, joissa ei ole sähköä, jossa poljin heiluttaa tai rokkaa liikettä, joka välittyy pyörään, joka yhdistetään hihnapyörän avulla ompelukoneeseen.

Toinen mainittava esimerkki on tuulilasinpyyhkijän mekanismi. Tässä moottori on kytketty kampilaan, joka suorittaa täydelliset käännökset, välittäen keinuliikkeen tankoon, joka liikuttaa järjestelmän ensimmäistä harjaa.

Kuva 5. Tuulilasinpyyhkijäjärjestelmä, jossa on kaksi vipukäyttöistä mekanismia, kytkettynä samaan moottoriin. Lähde: Wikimedia Commons.

Toinen kampi-vip-mekanismin sovellus on vipuvarret öljyn pumppaamiseksi maasta.

Kuva 6. Öljypumppu. Lähde: Pixabay.

Kampaan on kytketty moottori, joka kääntyy kokonaan ja välittää liikkeen pumppauspäähän tai keinuvipuun.

Nivelöity suuntauskuvamekanismi

Tätä mekanismia käytettiin aikaisemmin höyryveturien pyörien kytkemiseen siten, että molemmat pyörät kääntyvät samaan suuntaan ja samalla nopeudella.

Tämän mekanismin pääominaisuus on, että molemmat pyörät yhdistävä tanko on samanpituinen kuin niiden akselien etäisyys.

Kuva 7. Virroitin on nivelletty suuntauskuva. Lähde: Wikimedia Commons.

Virroitin on piirustuslaite, jota käytetään kuvien kopiointiin ja suurentamiseen. Se perustuu nelikulmaiseen mekanismiin, jossa on neljä liitosta, jotka muodostavat rinnan suunnan.

Nivelöity rinnankäyttöinen mekanismi

Se on tennispalloheitinkoneessa käytetty mekanismi, jossa palloa työntävien ja käynnistävien pyörien on pyörittävä vastakkaisiin suuntiin.

Viitteet

1. Clemente C. Kampikammion virtuaalinen laboratorio. Konetekniikan tutkinto. Almerían yliopisto. (2014). Palautettu: repositorio.ual.es
2. Hurtado F. Grashofin laki. Palautettu osoitteesta: youtube.com
3. Mech-suunnittelija. Kinematics Grashof -kriteeri. Palautettu: mechdesigner.support.
4. Shigley, J. Koneiden ja mekanismien teoria. Mc-Graw Hill.
5. Olemme F1. Nelirivinen mekanismi-analyysi Palautettu osoitteesta: youtube.com
6. UNAM. Nelipalkin mekanismin kehittäminen opetukseen. Palautettu: ptolomeo.unam.mx
7. Wikipedia. Nelitankoinen kytkentä. Palautettu osoitteesta: en.wikipedia.com
8. Wikipedia. Grashofin laki. Palautettu osoitteesta: es.wikipedia.com