بسم الله الرحمن الرحيم السلام عليكم ورحمة الله
وبركاته اليوم هنستكمل محاضراتنا في مادة نظرية
الآليات اليوم سيكون chapter جديد بعنوان الآليات
البسيطة simple mechanisms
يعني هنبدأ المحاضرة بتقديم بسيط للآليات أو ال
mechanisms أو ال linkages الموجودة بكثرة في المعدات
و الآلات سواء كانت معدات ثقيلة أو خفيفة، نجدها في ال
... ال ... ال mechanisms في ال ... في ال engine بتاع
السيارة، أن ال slider crank mechanism في مكاين
الخياطة، في ... في ... في معدات النفط، متوفرة ...
موجودة كثيراً، وفي كثير من المعدات، وبالتالي دراستها
بشكل مفصل وعميق أصبح ضرورة من أجل تصميمها
بطريقة سليمة وطريقة لائقة بما يحقق الهدف من هذه
الآلية وبما يحقق إنتاجها وتصنيعها بأقل التكاليف
الآن هنبدأ نعرف بعض التعريفات، الآن، أيّه لو أخذنا آلية
زي هذه، هل
يسمى slider
crank mechanism آلية
أخرى لها
اسم four bar mechanism
اللحظة، أي آلية مكونة من مجموعة من ال elements أو
ال links، يعني هذه أسميها ال link، هذه ال link الأرضية،
link ثابتة، هذه واحد، اثنان، ال crank link، ال
connecting rod، ال link، ال ... ال slider link، يعني
الآلية مكونة من أربعة links، ال four، بقى أيضاً عندي
الأرضية link ثابتة، link كرنك، link اثنان connecting
رود link ثلاثة، ال follower link أربعة، ف أي آلية
مكونة من مجموعة من الأعضاء أو العناصر أو الواصلات
معنى، لو كنا نعرف ال ... ال ... في عندي kinematic link
أو element، each part of a machine، هذا ... this is
part of a machine which moves related to some
other part، يعني ال link اثنان يتحرك بالنسبة للأرضية
و الثلاثة يتحرك بالنسبة للثانية، و الأرضية يتحرك
بالنسبة للثلاثة، و الأرضية يتحرك بالنسبة لل ... يعني
Each link has a relative motion with respect to
other parts in the mechanism، نفس الأشياء، link 2
تتحرك بالنسبة ل 1، و link 3 تتحرك بالنسبة ل 2، و 4
تتحرك بالنسبة ل 1، و 4 تتحرك بالنسبة ل 3، ففي اللي
هي ال link أو ال kinematic link، هي part of a
machine which moves relative to some other part in
the machine، في عندي ما يسمى resistance body
resistance body، يعني الجسم المقاوم، ال resistance
body اللي بيكون قادر على نقل القوة بدون ما يصير
فيه أي تشوهات، أو بدون ما يصير فيه أي deformation
معناه أن ال resistance body is capable of
transmitting forces with no deformation
ال link، احنا حكينا الميكانيزم تتكون من مجموعة links
link 1، link 2، link 3، link 4، ال link لها خاصيتان، ال
link has two characteristics، أول شيء it should have
relative motion with respect to other links، يعني
ال link هذه لازم يكون لها حركة بالنسبة لل links
الأخرى، فهي رقم واحد، اثنان، it must be a resistant
body، لازم يكون resistant body، يعني ما لازم يصير
فيه أي انحنقات أو أي تشوهات خلال الحركة، يعني لازم
يكون فيها no deformation، هيكون rigid، معناته a link
should ... أو a link has two characteristics، أول
شيء it should have relative motion with respect to
other links، اثنان it must be a resistant body
الوصلات
في أنواع من ال links، في عندي rigid link زي هذه
عندي rigid link، عندي rigid link، Rigid link does
not undergo any deformation while transmitting
motion، هذا ال link لا يتغير في أبعاده أو شكله
خلال نقل الحركة، ال link ثلاثة ما بيصير تغير في
أبعاده ولا تغير في شكله خلال نقل الحركة، أسميها
rigid، rigid link، عندي flexible link، flexible link
بيصير partial deformation بطريقة بحيث ما تؤثر على
الحركة، يعني لو أنا عندي عند هاي pulley هنا بكرة و في
pulley أخرى هنا
مركز ال pulley هذه، هذا مركز ال pulley هذه، عند الأرضية
واحد، link رقم واحد، ال pulley هذه رقم اثنان، و الحبل
رقم ثلاثة، و هذه ال pulley رقم أربعة، لاحظوا
ال link، ال link اثنان و ال link أربعة ال rigid
links ما بتتغير شكلها ولا حجمها خلال الحركة، ال link
ثلاثة اللي هو الحبل
بيتغير شكله، لأنه بيصير هنا يلف حول البكرة، بيتغير
يعني بيصير فيه deformation، هو يلف بيكون يطّوج، يلف
معه، لكن ما بيأثر على الحركة، الحركة بين اثنان و
أربعة ما بتتأثر بالتغير بالشكل أو بال deformation
اللي بيصير بال link ثلاثة، النوع الثاني من ال links
اللي هي ال fluid link، ال fluid link يتم نقل الحركة
بين الأعضاء الميكانيكية من خلال سائل أو غاز، يعني
نأخذ مثال بسيط، عندي
هنا مكبس و
عندي هنا أيضاً مكبس صغير
و في بينهما فئة سائل، زيت بينهما
زيت، و
بينهما piston و بينهما piston، يضغط
ب force على ال piston هذا، F1، ال piston هذا سيضغط ال
fluid، الفلُويد سيطلع ال piston الثاني لأعلى، يعني
إذا ال piston رقم واحد نزل، ال piston الثاني يطلع
لأن واضح أن هذا this is fluid، this is rigid link
and this is rigid link، انتقلت الحركة من هذا ال
piston لهذا ال piston من خلال الزيت، الزيت في
هذه الحالة يسمى وصلة مائعة، وصلة مائعة اللي هي
ممكن تكون سائل أو غاز، معناته ال links تيجي على ثلاث
أنواع، ال rigid link اللي ما بيصيرش فيها تغير في
الشكل أو الأبعاد خلال نقل الحركة، النوع الثاني ال
flex link اللي بيصير فيها deformation خلال
نقل الحركة بطريقة بحيث ما تؤثر على الحركة
الإجمالية للميكانيزم، زي حالة ال ... ال ... ال ... ال
pulleys، النوع الثاني ال fluid link، ال fluid link يعني
بيصير نقل الحركة من خلال ال fluid
زي فكرة اللي هو ال jack بتاع السيارة أو ال
hydraulic cylinders في الآليات الثقيلة، لأ
أنا الحمد لله، تعرّفنا على الهيكل والآليات، فين دي ما يسمى
structure، هيكل ال structure عبارة عن مجموعة من ال
resistant bodies having no relative motion among
them and meant for carrying loads، ال structure
بيكون عبارة عن القطع أو الأجزاء اللي ما بتتحرك وما
بيصير فيها deformation، والهدف منه حمل الأحمال
الأحمال، يعني ما تشوفه، معرّش هذا
عبارة عن structure
ال structure ما بنقل حركة، ال structure الهدف منه
أن يشيل الأحمال فقط، it does not transform motion
أمثلة
أخرى عن ال structures، لو
بدنا نعمل مقارنة بين ال structure و ال machine، في
ال structure، الأجزاء ثابتة، parts move parts، في ال
machine، الأجزاء تتحرك بالنسبة لبعضها، parts move relative to one another، في ال
machine، الأجزاء بتاعة الماكينة تتحرك بالنسبة لبعضها
في ال structure، ال parts ما بتتحرك بالنسبة لبعضها
ثابتة، في ال machine، we transform a value of energy
into useful work، بنحول الطاقة الموجودة على شكل على
شكل شغل مفيد، يعني عندي كهرباء مثلاً، أحولها لحركة، أو
عندي حركة أحولها لكهرباء، أو عندي حركة هواء أحولها
لحركة دورانية، فأنا أحول الطاقة الموجودة عندي لشغل
مفيد، في ال ... في ال structure، no energy is
transformed into useful work، ما صار تحويل لأي شكل، و
أشكال الطاقة، عندي هيكل بيشيل الأحمال فقط، ال machine
ال links may transmit both power and motion، ال
links ... الوصلات بتاعة أو أجزاء الماكينة بتنقل ال
... ال power، قدرة، يعني، و ... و ... and motion، زيادة
forces، في ال structure، parts of a structure
transmit forces only، في ال structure أو الهيكل
الأجزاء بتنقل ال forces من جزء لجزء فقط، ما في أي
حركة
في عندي ال pair، ال pair، two links of a machine in
contact with each other، يعني نرجع على ال slotted
crank هذه
link واحد، link اثنان، link ثلاثة، link أربعة
عندي link واحد و link اثنان، they are in contact
with each other، معناته هدول pair، واحد، اثنان، pair
زوج، عندي link اثنان ثلاثة بينهم contact عند ال
joint، هذا معناته هدول بسميهم pair، ثلاثة وأربعة
عندهم contact عند ال joint، هذا بسميهم أيضاً pair
أربعة وواحد، they are، we have sliding بين أربعة و
واحد، معناته أربعة وواحد they are a pair، عندي هنا
four pairs
الآن بدي أعرف kinematic pair، في ال kinematic pair
the relative motion between the links is
completely or successfully constrained، في حالة ال
kinematic pair، بيكون الحركة النسبية بين ال links
مسيطرة عليها بشكل كامل أو مسيطر عليها بشكل ناجح، لأن
سنفهم ماذا يعني مسيطر بشكل كامل أو مسيطر بشكل ناجح
أو لنأخذ تعبير أكثر دقة، يعني مقيّدة بشكل كامل أو
مقيّدة بشكل ناجح، مانع، عندي؟ Kinematic pair، the
relative motion between the lengths is completely
constrained or successfully constrained
الآن، ماذا أنواع الحركة المقيّدة؟ الحركة المقيّدة تيجي
على الثلاث أنواع، في completely constrained motion
يعني حركة مقيّدة بشكل كامل، incompletely constrained
motion، حركة غير ... حركة مقيّدة بشكل غير كـ
كامل، incomplete يعني ما فيه تقييد كامل، النوع الثالث
successfully constrained motion، حركة مقيّدة بشكل
ناجح، يعني ثلاث أنواع من الحركة المقيّدة، completely
constrained motion، and completely constrained
motion، و successfully constrained motion، نجيء
لنوع الأول من الحركة المقيّدة، ال completely
constrained motion، بتكون الحركة بين ال ... ال ... ال
... a pair is limited to a definite direction
irrespective of the direction of the applied force
بتكون الحركة في اتجاه واحد بغض النظر عن اتجاه
القوة، يعني أنا عندي هنا block شكل متوازن ومستطيل
وفيه ثقوب وفيه shaft مقطع مربع، الآن ال shaft
لو أثرت باتجاه ال force بهذا الاتجاه أو بهذا
الاتجاه، ال shaft سيتحرك only in this direction
مسموح له أن يتحرك بهذا الاتجاه، معناته هذه الحركة حركة
مقيّدة بشكل كامل، نأخذ حالة ثانية، عندي hub وعندي
shaft وعندي hand collar، و hand collar، ال shaft
مسموح له أن يدور، مسموح له أن يدور، لكن ممنوع أن يتحرك بهذا
الاتجاه، ممنوع أن يتحرك بهذا الاتجاه، معناته الحركة
مسموحة في اتجاه واحد اللي هو الدوران، في هذه الحالة
according to the type of enclosure. الآن هنيجي للنوع
الأول اللي هو التصنيف، يبقى لنوع الحركة النسبية
between the elements forming the pair. ممكن يكون
عندي sliding pair أو turning pair أو rolling pair
أو screw pair. خليني أكتبهم عشان ناخدهم واحد واحد.
عندي الـ sliding pair
عندي turning pair
عندي rolling
pair، وعندي screw pair، وعندي spherical pair
معناته النوع، التصنيف الـ.. التصنيف الـ.. الـ
kinematic pairs، هيكون طبقا لنوع الحركة النسبية
between the elements. في الـ sliding pair، بعض الكتب
أو بعض الـ software بيسموه prismatic pair. sliding
pair أو prismatic pair. الـ sliding pair، one element
of the pair can slide relative to the other.
element of the pair. One element of the pair can
only slide relative to the other. يعني عندي مثلا
عندي هنا، عندي
هنا الـ block أربعة، والـ link واحد. أربعة ممكن ينزلق
بالنسبة لواحد. نوع الحركة بين أربعة وواحد، حركة إيش؟
الزلاقية أو حركة انتقالية. طبعا هذه completely
constrained motion. The one element of the pair
مقيد إنه يتحرك باتجاه واحد. مقيد يتحرك باتجاه واحد.
أمثلة: الـ piston and cylinder. هاي الـ piston and
cylinder of an engine. الأغراب
بتاع المخرطة. tailstock on a lathe bed. النوع
التاني اللي هو turning pair
في بعض الكتب أو بعض الـ software يسمى revolute pair
turning pair أو revolute pair. في الـ turning pair،
one element of the pair can only revolve about a
fixed axis of the other element of the pair. يعني
الـ pair بيكون عبارة عن two links in contact with
each other. في الـ turning pair، واحد من الـ elements
هذا ممكن يدور بالنسبة للـ element التاني. واحد من الـ
elements ممكن يدور بالنسبة للـ element التاني. زي
عندي في الـ slotted crank mechanism، الـ link two
ممكن يدور بالنسبة لواحد. يعني هنا وهنا عندي
turning pair.
عندي هنا ممكن يدور، يعني عندي turning pair.
بين تلاتة وأربعة، عندي هنا برضه turning pair. النوع
التالت rolling pair أو زوج تدحرجي. زوج تدحرجي يعني
عندي هنا surface، وعندي دولاب. هذا can roll. هيسميها
rolling pair. One element of the pair rolls with
respect to the other element of the pair. زي الـ
ball and roller bearings. في حالة الـ bearings، في
عندي كورات بتتدحرج حوالين الـ inner race أو الـ
outer race of the bearing. في
عندي الـ screw pair.
one element can rotate and advance with respect to
the other element of the pair. يعني زي حالة الصمولة
والبرغي. ولو مسكت الصمولة، والبرغي ثابت وبديت
ألف الصمولة، ثم بتبدأ تلف وتمشي. يعني while turning
it advances. بتتقدم إلى الأمام، يعني بتلف الصمولة و
هي بتلف بتكون تمشي. الحاجة اسمها screw pair. في
عندي spherical pair اللي هي زوج كروي. one element
of the spherical. One element of the spherical
shape is swivels about the other fixed element. في
عندي fixed element، وشكله spherical كروي.
شايفين كيف؟ الـ motion فيه عنده 3D rotation about a
fixed point. 3D rotation about a fixed point. بنشوفه
في المراية بتاعة السيارة أو في بعض القاعدة للأقلام
بتكون فيها spherical pair.
معناته التصنيف الأول، احنا حكينا ممكن تصنف الـ
kinematic pairs according to type of relative
motion between elements. يعني ممكن أصنف الـ.. الـ
kinematic pairs طبقا لنوع الحركة بين الـ elements
المكونة للـ pair. واحنا حكينا في عندي الـ sliding
pair، عندي turning pair، عندي rolling pair، عندي
screw pair، و spherical pair. التصنيف التاني للـ
kinematic pair طبقا لنوع التلامس بين الـ elements
المكونة للـ pair. في عندي lower pair، وعندي higher
pair. في الـ lower pair، the two elements of the pair
have surface contact. بيكون في عندي تلامس سطحى بين
العناصر المكونة للـ pair. يعني في حالة الـ sliding
pair، هاي عندي هذا slide بهذا الاتجاه. التلامس بين
المساحة واللوح عبارة عن surface. في حالة الـ
revolute pair، التلامس على المحيط عبارة عن سطح
أسطواني. it is a surface لكنه it is not a flat
surface. 3D surface. فهذا يسمى lower pair. بيكون
التلامس بين الـ elements forming the pair is along
a surface. في الـ lower pair،
surface of one element slides over the surface of
the other. يعني في حالة sliding pair، الـ surface تاع
المسافة slide على الـ surface تاع اللوح. في حالة
revolute pair أو turning pair، الـ cylindrical
surface to this link it turns أو slides على المحيط. في
حالة screw pair، عند صمولة وبرغي، الصمولة الـ
surface بتاعها helical surface. it slides with
respect to the screw.
في عندي، احنا حكينا التصنيف في الـ kinematic pairs
طبقا للنوع التلامس. احنا حكينا الـ lower pair، في
عندي higher pair. فالـ higher pair، بيكون الـ contact
بين الـ elements forming the pair along a line or
point contact. يعني بيكون التلامس يا خط أو point
contact. مثلا في حتة الـ rolling pair، لو عندك
إسطوانة، هذه سيلندر.
النقطة اللي أنا شايفها in the view، هتكون خط هنا.
لدي هنا line contact. في الحالة دي بسميها higher
pair. في حالة كان عندي rolling لكورة، هتكون التلامس
هنا point. هنا دي sphere، فعندي هنا تلامس point
contact. معناته ها دي higher pair. الـ
motion between the two is partly turning. في دوران
و partly sliding. أمثلة على الـ higher pairs، إذا
عندي two friction disks. هاي عندي disk، وعندي disk.
هذا الاتجاه وهذا الاتجاه. عندي هنا line contact في
حالة friction disk. عندي ترسين، tooth عندي
الترس، الطرف التاني.
هذا عندي line contact. معناته هذا higher pair. عندي
cam and follower. عندي هاي cam، و
عندي follower.
and a line contact. يعني في أمثلة كتير على higher
pair. معناه التصنيف التاني، ممكن نصنف الكينيماتيك pair
طبقا لنوع التلامس. ممكن تكون تلامس على الـ surface،
في الحالة دي بسميه lower pair. ممكن تكون تلامس over
a line or over a point. في الحالة دي بسميه higher
pair. النوع التالت من التصنيف according to type of
closure. هنشوف فيه نوعين: في self-closed pair،
وفيه force-closed pair. في self-closed pair، the
two elements of the pair are connected together
mechanically in such a way that only the required
kind of relative motion occurs. يعني في حالة الـ
slotted crank mechanism، موصولين من خلال joint، من خلال
hand joint. الآن نوع الحركة بين اتنين وواحد بيتغيرش،
بين تلاتة واتنين بيتغيرش، اللي رابطهم، اللي رابطهم
مع بعض، الـ joints، المفاصل هذه self-closed pair. self-
closed pair. مفاصل جسم الإنسان، موصولة في بعض بطريقة
إنه يحافظ على relative motion نفسها. يعني أنا مثلا
بحرك إيدي هنا، بحرك
إيدي هنا. لو ثبتت هذه، هذه حركة لأن الحركة النسبية بين
هذه وهذه لا تتغير. ولكن لو ثبتت هيك، سأتحرك مثل ذلك.
نفس الشيء بالنسبة لبعض، نفس الشيء للكوع. لو ثبتت هذه
أو
لو ثبتت هذه. طبعا صعب أرفع إيدي. فهذه self-closed
pair. في course advanced، ممكن تكون elective زي
مستقبلا، تاخدوه في الـ.. يعني سواء في الـ.. في
الدراسات العليا. ممكن تسمى اللي هو human body
dynamics، ديناميكا جسم الإنسان، مهم كتير اللي
هيشتغل فيه في الـ.. في العلوم المتعلقة في دراسة
ديناميكية الحركة جسم الإنسان.
الـ lower pairs are self-closed pair. يعني lower
pair، زي عندي الـ turning pair is a self-closed pair.
الـ sliding pair is a self-closed pair. الـ screw
pair is a self-closed pair. النوع
التاني، الـ forced، force-closed pair.
الـ two elements المكونين للـ pair are not
connected mechanically but are kept in contact by
the action of external forces. يعني على سبيل المثال،
عندي.. عندي cam، هاي
مركزها ورا عنها، وعندي hand follower.
عشان أخلي الـ follower هذه بتدور، هذا يدور، هذا يطلع
ونزل، زي الـ cam في السيارة، أو الـ cam تعمل مكان
لخياطة. for this follower to be in contact with
this cam. هذا cam، هذا follower.
لازم يكون فيه some external force. الـ external
force، ممكن تكون وزن الفلور by gravity أو by a
spring force. يكون عند زمبرك، دائما يكون ضغط الفلور
مع الكام، عشان دائما يكون الفلور ملامس للكام. if we
lose contact. في الحالة، إذا فقدنا التلامس، هنفقد
الحركة بين الـ two elements forming the pair. معناته
التصنيف التالت according to type of closure، في عند
self-closed pair، وعند force-closed pair. إن راجع
تصنيفات الـ.. الـ.. الـ.. الـ kinematic pairs، ممكن
تكون طبقا لنوع الحركة النسبية بين الـ two elements
forming the pair، أو طبقا لنوع الـ contact between
the elements forming the pair، أو طبقا لنوع الـ
closure of the two pair. التصنيف الأول طبقا لنوع
الحركة between the two elements forming the pair
بيكون عندي sliding pair, turning pair, rolling
pair, screw pair, spherical pair. التصنيف التاني
according to type of contact، بيكون عندي الـ lower
pair أو higher pair. في حالة الـ lower pair، بيكون
عندي الـ contact على surface contact. في حالة الـ higher
pair بيكون عندي الـ contact line or point contact.
التصنيف التالت according to type of closure، بيكون
يعني self-closed pair أو force-closed pair. طيب
نحكي هنا kinematic pair. في مصطلح دي اسمه kinematic
chain. الـ kinematic pair عبارة عن combination of
kinematic pairs. يعني الإصلاح، الـ economic mechanism
مكوّن من الـ pair واحد واتنين، والـ pair اتنين وتلاتة، والـ pair تلاتة و
أربعة، والـ pair أربعة وواحد.
المجموع الأربعة pairs هذه اللي هي واحد مع اتنين، و 404 00:34:59,240 -->
أنا
عندي
الـ J أربعة
لاحظوا عندي ثلاثي الـ turning الـ turning تعتبر
lower pair و الـ sliding تعتبر lower pair أربعة عند
هنا واحد و نصف عدد الـ link أربعة نقص اثنين يعني
واحد و نصف في أربعة ستة نقص اثنين بالسوء أربعة يعني
أربعة بالسوء أربعة منعت المعادلة هذه إيش؟ صحيحة زي
ما حكيت above Equations اللي هي المعادلة هذه اللي
هي المعادلة اللي هي L بيساوي اثنين P ناقص أربعة و
J بيساوي واحد و نصف L ناقص اثنين هدول الـ two
equations
applicable only to kinematic chains in which lower
pairs are used هذه المعادلات تتطبق فقط في حالة الـ
kinematic chains اللي الـ pairs فيها lower pair إيش
يعني lower pair يعني الـ contact is surface contact
يعني عندي هنا ثلاثة turning pairs واضح أن عندي
surface surface cylindrical contact وعندي one
sliding pair عندي flat surface contact
هذه المعادلات ممكن نعدلها بحيث تكون قابلة
للاستخدام في حالة الـ kinematic chains اللي بيكون
تتضمن higher pairs طبعا each higher pair is
equivalent to two lower pairs plus a link
نشوف أمثلة على الـ Kinematic Chains عندي
هاي ثلاث لينكات
هي link واحد اثنين ثلاثة عندي
الـ number of links الـ الحالة هذه عندي واحد اثنين
ثلاثة ثلاثة links الـ number of pairs عندي turning
pair turning pair turning pair عندي ثلاثة برضه الـ
number of joints عند رفوليوت جوانت رفوليوت جوانت
رفوليوت جوانت عند إيش ثلاثة خلينا نشوف نطبق
المعادلة اللي قال عندها اللي قال عندها الـ links
ثلاثة على الطرف الثاني عندها اثنين P اثنين في P
اللي هي ثلاثة ناقص أربعة عندها اثنين ثلاثة اثنين في
ثلاثة ستة ناقص أربعة اثنين لاحظوا الـ left hand side
أكبر من الـ right hand side نجي المعادلة الثانية الـ
J عندها ثلاثة عند واحد و نصف فيه ثلاثة ناقص اثنين
واحد و نصف ثلاثة كم؟ أربعة و نصف ناقص اثنين اثنين و
نصف هنا ثلاثة واضح برضه left hand side أكبر من الـ
right hand side هل
link واحد أو link أي link من اللي كانت ممكن تتحرك
بالنسبة للثانية هل يعني واحد ممكن تتحرك للثانية أو
واحد بالنسبة للثلاثة واضح أن فيش حركة معناه أن this
is not a kinematic chain this is a structure لأن
في عندها no relative motion is possible مش ممكن
اثنين تتحرك بالنسبة لواحد أو ثلاثة تتحرك بالنسبة
لواحد أو ثلاثة بالنسبة لاثنين no relative motion
between the elements forming the chain معناه أن it
is not a kinematic chain it is a structure لأن
ما فيش حركة بيقنق limits forming if possible طيب
مثال ثاني ناخد
الـ four bar linkage four bar four
bar linkage أي واحد
اثنين ثلاثة أربعة عند عدد الـ links الـ أربعة links
و عدد الـ pairs turning pair turning pair turning pair
turning pair عند أربعة و عند أربعة joints طيب طبق
المعادلة الأولى الـ عند أربعة بيساوي اثنين P اثنين P
اثنين في أربعة ناقص أربعة يعني أنا عندي هنا أربعة
هنا أربعة أربعة بيساوي أربعة الـ left hand side
بيساوي الـ right hand side فأنت بتحقق المعادلة
المعادلة الثانية عندي J بيساوي أربعة عندي هنا واحد
و نصف في أربعة ناقص اثنين أربعة هتساوي أربعة معناته
left hand side بيساوي الـ right hand side معناته
العلاقتين تحققوا معناته this is a kinematic chain
with one degree of freedom this is a kinematic
chain with one degree of freedom بعد شوية هنحكي عن
الـ degrees of freedom إيش الـ definition بتاعها
و كيف بنحدد الـ number of degrees of freedom
ناخد ميكانيزم ثاني
عندها link واحد link اثنين link ثلاثة link أربعة
link خمسة يعني عندي link عدد links خمسة عندي
turning pair turning pair turning pair turning
pair turning pair عندي يعني كم pair عندي خمسة
خمسة pairs الـ joints عندي؟ واحد، اثنين، ثلاثة،
أربعة، خمسة و J بيساوي خمسة نشوف المعادلة هذه
عند الـ L الـ L عندها
خمسة بيساوي اثنين في الـ pairs خمسة ناقص أربعة
عند هنا خمسة اثنين في خمسة بعشرة ناقص أربعة ستة
واضح الـ left hand side أقل من الـ right hand side
نجي الـ معادلة الثانية J J بيساوي واحد و نصف الـ ناقص اثنين
الـ J عندي خمسة بيساوي واحد و نصف في خمسة ناقص اثنين
يعني خمسة عندي واحد و نصف في خمسة سبعة و نصف ناقص
اثنين خمسة و نصف عند الـ left hand side أقل من الـ
right hand side المعناته الـ two equations are not
satisfied لم يتم تحقيق المعادلتين هدول معناته it
is not a kinematic chain ليش الـ chain is not
constrained ممكن يعني لو أنا حركت اثنين واحدة منهم
حركت واحدة أحصل على أكثر من positions أو شكل ..
يعني لو حركت هذا بشكل هذا أو
ممكن يكون في إزاحة فعند أكثر من احتمال
النتائج غير متوقعة لأنه محتاج لـ other degree of
freedom
أنواع الوصلات أنواع
الوصلات في الـ .. في الـ .. في الـ chains في عندي
binary joint يعني وصلة ثنائية في الوصلة الثنائية
two links are joined at the same connection يعني
نفس النقطة بكون واصل two elements أو two links
لو نطلع الـ four bar على الـ four bar واحد
اثنين ثلاثة أربعة هذه binary joint لأن هذه link و
link اثنين وهذه binary joint هي link و link اثنين
وهذه binary joint هي link و link اثنين وهذه binary
joint هي link و link اثنين و binary joint اثنين و
binary joint اثنين و binary joint اثنين و binary
joint اثنين و binary joint اثنين
و binary joint اثنين و binary joint اثنين و binary
اثنين و binary joint اثنين و binary joint اثنين و
binary joint اثنين و binary joint اثنين و binary
joint اثنين و binary joint اثنين و binary joint
ممكن أعدلها J + H على اثنين بيساوي واحد و
نصف L ناقص في الحالة هذه it could be used this
equation can be used for higher pairs
higher pairs يعني يكون الـ contact على نقطة أو على
خط هذا الـ H number of higher pairs
في عندنا ما يسمى الـ AW Klein equation هذه
المعادلة تستخدم لتحديد ما إذا كانت الـ chain locked
chain يعني الـ structure ليس relative motion
between the elements forming the chain أو
kinematic chain أو unconstrained chain فمن خلال
المعادلة هذه بنحدد whether the chain is a
structure or a kinematic chain or unconstrained
chain نتطلع
على القالية هذه
عندها link واحد اثنين ثلاثة أربعة خمسة ستة عند
الـ number of links شو بيساوي؟ ستة الـ joints عندها واحد
اثنين ثلاثة أربعة خمسة خمسة joints خمسة
joints معناته المفروض الـ J الـ pairs higher pair و
لا lower pair كلها lower pair معناته J بيساوي H على
اثنين بلس واحد و نصف L ناقص اثنين الـ J عندي خمسة و
الـ H عندي صفر على اثنين الطرف الثاني واحد و نصف في
اللي عندي number of links ستة ناقص اثنين يعني
هتكون عندي أربعة واحد و نصف في ستة
آه في شغلة هنا بنحكي عنها عندي الـ J في عندي الـ
binary joints كم
binary joints عندي؟ واحد اثنين ثلاثة في وصلات
ثلاثية يعني بيكون عندها نفس النقطة موصول أكثر من
link عندي ternary joints وصلات ثلاثية ternary
joints
عددها اثنين
اثنين اثنين اثنين اثنين اثنين اثنين اثنين
اثنين اثنين اثن
زائد اثنين ternary كل واحدة ثلاثية تعادل اثنين
معناته هيكون بيساوي إيش؟ سبعة الـ J نجي للمعادلة
عندي J + H على اثنين بيساوي واحد و نصف L ناقص
اثنين الـ J عندي كلها سبعة زائد صفر على الطرف الثاني
واحد و نصف في ستة ناقص اثنين يعني هتكون عندها سبعة
و سبعة الـ left hand side بيساوي الـ right hand
side معناه that this is a kinematic chain with one
degree of freedom النوع الثالث من الـ joints اللي هي
الـ quaternary joint اللي هي الوصلات الرباعية في
الوصلات الرباعية بيكون عند نقطة واحدة في أربعة
links عند نقطة واحدة بيكون في أربعة links متصلين
مع بعض each كل وصلة رباعية تكافئ ثلاث وصلات ثنائية
كل وصلة رباعية تكافئ ثلاث وصلات ثنائية يعني ممكن أحكي
لو كانت الوصلة
ثلاثية يعني عندي ثلاثة links عند نفس الوصلة هيكون
تعادل ثلاثة ناقص واحد binary joints يعني الاثنين لو
كانت وصلة رباعية هيكون أربعة ناقص واحد وصلة ثنائية
يعني أربعة ناقص واحد ثلاثة معناته كل وصلة رباعية
تعادل ثلاث وصلات ثنائية نشوف الـ structure هذا أو الـ
potential
kinematic chain بينها طبعا مجرد ما أطلع عليها
هعرفها it is not a kinematic chain هعرفها أنها
structure أوتوماتيك هعرفها structure عند high link
واحد high
link اثنين high link ثلاثة high link أربعة هي link
خمسة هي link ستة هي link سبعة link ثمانية link
تسعة link عشرة وهذه النقاط A B C D E F G
عندي joints عندي
عشر links
عندي link واحد اثنين ثلاثة أربعة خمسة ستة سبعة
ثمانية تسعة عشرة links عندي الـ links الـ number of
links عندي
عشرة عندي
اللي هو الوصلات الرباعية اللي هو ternary أو الوصلات
الـ binary joints binary joints عندي
الـ ternary joints
عندها رباعية joints
الثنائية
عندها واحدة
نصفي عشرة ماقص اتنين يعني تلاتاش بيساوي تلاتاش
يعني الـ left hand side بيساوي الـ right hand side
معناته this is a kinematic chain with one degree
of freedom. This is a kinematic chain with one degree
of freedom. طيب
طيب، أخش الموضوع الجديد اللي
هو الـ mechanism. الـ mechanism هي عبارة عن kinematic
chain in which one of the links is fixed. الـ
mechanism بتبقى عبارة عن kinematic chain، واحدة من
الروابط بتكون مثبتة. يعني عندي مثلاً four bar
chain، four
bar chain. هاي
الـ link واحد، اتنين، تلاتة، أربعة. هاد يسميها chain، لو
ثبت أي link فيهم، يقولوا أنا ثبتت واحد.
بيصير إيش اسمها؟ mechanism. Once ثبتت أي link فيهم،
بيصير اسمها mechanism. في الأول كان اسمها chain أو
kinematic chain. Once we fix any element or any link
of the chain, we call it a mechanism. A mechanism is
used for transmitting, it for transmitting or
transforming motion. الميكانيزم تستخدم لنقل الحركة
أو تحويل الحركة من صيغة لأخرى. يعني ممكن أحول الحركة
من حركة دائرية لحركة .. من حركة دورانية لحركة خطية
أو العكس، من حركة خطية لحركة دورانية، أو من حركة
دورانية لحركة ذبذبية. يعني في أكثر من طريقة لتغيير
شكل الحركة. أمثلة كثيرة عن الـ mechanisms اللي هو يعني
الـ four bar linkage، الـ slotted crank mechanism، وفي
mechanisms أخرى، بس هذه أشهرها شيوعاً في الـ
machines.
طيب، الميكانيزم ممكن تكون simple mechanism أو
compound mechanism. بتكون simple إذا كان عدد الـ
links أربعة. إذا كان number of links is four، بسميها
simple. إذا كان عدد الـ links أكبر من أربعة، بسميها
آلية مركبة، compound mechanism.
When a mechanism is required to transmit power or
to do some useful work, we call the mechanism a
machine. نسميها آلة، لأن في آلية، mechanism، وفي آلة،
machine. mechanism هي عبارة عن kinematic chain in
which one element or one link is fixed. الـ machine
هي آلية، لكن بتنقل power أو قدرة. يعني زي الـ slotted
crank mechanism في الـ engine بتاع السيارة، بسميها
machine لأن بتنقل الـ power من الـ piston لـ الـ crank.
أو في حالة الـ compressor، بيكون الـ input عند الـ
crank. الموتور بيدور، بنقل الـ power، بيحولها لـ
pressure عند الـ piston. معناته، طيب
أن نجي لـ number of degrees of freedom for a plan
mechanism. عدد اللي هي درجات
الحرية أو درجات الحركة للآليات في المستوى. الـ
degrees of freedom هي عدد الـ input parameters
الممكن أتحكم فيها بشكل مستقل، عشان أوصل لـ الـ .. الـ ..
الـ .. الـ .. الـ .. الـ .. الـ .. الـ .. الـ .. الـ .. الـ
.. الـ .. الـ .. الـ .. الـ .. الـ .. الـ .. الـ .. الـ
الـ .. الـ .. الـ .. الـ .. الـ .. الـ .. الـ .. الـ .. الـ
.. الـ .. الـ .. الـ .. الـ .. الـ .. الـ .. الـ .. الـ ..
الـ .. الـ .. الـ .. الـ .. الـ .. الـ .. الـ .. الـ .. الـ
.. الـ .. الـ .. الـ .. الـ .. الـ .. الـ .. الـ .. الـ ..
الـ .. الـ .. الـ .. الـ .. الـ .. الـ .. الـ .. الـ .. الـ
.. الـ .. الـ .. الـ .. الـ .. الـ .. الـ .. الـ .. الـ ..
الـ .. الـ .. الـ .. الـ .. الـ .. الـ .. الـ .. الـ .. الـ
.. الـ ..
الـ .. الـ ..
الـ .. الـ .. الـ
بدي أحكي درجة انصهار، درجة انصهار أي مادة، درجة
انصهار أي مادة. مثلاً أحكي درجة انصهار المياه، بتعتمد
على الضغط ودرجة الحرارة. معناته أنا ممكن أغير الضغط
بشكل مستقل، ودرجة الحرارة بشكل مستقل، عشان أغير درجة
انصهار المياه. الـ output parameter هي درجة الانصهار.
الـ input parameters للتحكم في درجة الانصهار هي
الضغط ودرجة الحرارة. هذول الـ input parameters
بيسموهم الـ degrees of freedom، اللي هم هذول الـ
degrees of freedom اللي بتحكم فيها من خلالهم في
درجة انصهار المياه. معنى degrees of freedom لأي نظام
ميكانيكي، مش ضروري يكون في القليل فقط. degrees of
freedom هو number of independent input parameters
needed to control some output degrees of freedom.
Number of independent input parameters needed to
fully control some output. يعني to control the
melting temperature أو melting point of water. We
need to change pressure and temperature. يعني الـ
degrees of freedom في الحالة هذه تكون اتنين.
degrees of freedom تكون اتنين. لو احتجت متغير واحد
عشان أسيطر على متغير آخر، معناته تكون degrees of
freedom واحد. لو احتجت تلاتة parameters عشان أسيطر
على output معين، معناته degrees of freedom تكون
تلاتة.
نشوف عندنا هنا four bar linkage. four bar linkage
عندنا
link واحد، link اتنين، link تلاتة، link أربعة. الآن لو
حركت هذه الزاوية، لو حركت فقط الـ link اتنين، كلّه
هيتحرك معها. معناته what I need is to mobilize أو
أنه لازم أحرك اتنين عشان أحرك تلاتة وأربعة. معناته
محتاج أتحكم فقط في زاوية، زاوية الـ link اتنين. هذا
system، it has one degree of freedom. I need only
one parameter to control the motion of the whole
mechanism. عشان أنا بسمّيه number of degree، هذا one
degree of freedom system. نشوف
حالة ثانية، عندي
hand system.
هذه نقطة A، B، E، D، C. هذه link واحد، وهنا واحد. هذه
link اتنين، link تلاتة، link أربعة، و link خمسة.
لو حركت فقط بس link 2، لو حركت فقط بس link 2، ممكن
أحصل على أكثر من configuration للميكانيزم هذه. عشان
أحصل على one configuration، لازم أتحكم بـ two
parameters. لازم أتحكم بزاوية الـ link 2 والـ link 5.
يعني لازم أتحكم بـ θ1
وهذه θ2. To get one configuration of this
mechanism, I need to control both θ1 and
θ2. معناته أنا محتاج two input parameters to
get one specific configuration of this mechanism.
عشان كده بسمّي الـ system هذا two degrees of freedom
system. Two degrees of freedom system.
طيب، أي link .. أي link، لو حكيت هاي الـ X،
هذه الـ Y. أي link لحالها هيك، مش ممسوكة من أي
شيء في الـ 2D، مش ممسوكة من أي حد ماسكها، ممكن
تتحرك باتجاه الـ X واتجاه الـ Y، وممكن تدور. يعني
ممكن تتحرك X، Y، وتدور. معناته each link بشكل مستقل
لها تلاتة motions، لها تلاتة motions. إذا
عملت connection، مثلاً أنا عندي هاي link، هذه لحالها
free. هاي كان عندي link، link free في الأول، راحت هنا
حطيت revolute joint، حطيت revolute joint. لها هاي
واحدة، هاي اتنين. في الأول كانت تتحرك بالـ X، وممكن
تتحرك باتجاه الـ X واتجاه الـ Y، وممكن تدور، لها تلات
حركات. لكن مجرد ما حطيت وصلة هنا، صار مسموح لها
فقط تدور. معناته فقدت two degrees of freedom. يعني
each joint، بشكل عام each link، طالما هي مش متصلة بأي
link ثانية، لها three degrees of freedom. مجرد ما
أوصل وصلتها في another link، فقدت two degrees of
freedom. يعني each link بتخليها تفقد two degrees of
freedom. خليني
أطلع على الشكل هذا، عندي هنا link واحد،
مثبتة، وعندي link اتنين، وعندي
link تلاتة، وعندي link أربعة. لحظة، الـ link واحد ثابت،
لا بتتحرك لا في X ولا في Y ولا بالدوران. معناته مقيدة.
الـ degree of freedom بتاعتها صفر. في الساعة، الها دي
ثلاث، حرّة، لها تلات حركات. يعني هنا تلاتة وتلاتة
حرّة، لها تلات حركات. تلاتة وتلاتة، ستة، وأربعة حرّة،
يعني تلاتة وتلاتة وتلاتة، هيكون الـ degree of
freedom في الحالة دي إيش تساوي؟ تسعة. لأن لو رحت ما
سكت، عندي هذه الـ link واحد، هذه
اتنين، تلاتة، أربعة. رحت ما سكت،
مسكت أربعة مع واحد من خلال، من خلال revolute joint.
معناته هذه صارت لها degree واحد، degree of freedom، وهذه
تلاتة، وهذه أربعة، وتلاتة، سبعة. معناته هنا degree of
freedom هنا تسعة، وهنا سبعة. رحت في حالة تالتة، رحت
مسكت هذه. واحد، link واحد، link اتنين، link تلاتة، link
أربعة.
مسكت اتنين وأربعة بالـ revolute joints. النقطة هذه،
النقطة هذه. معناته اتنين فقدت two degrees of
freedom. إذا عندك واحد، زاد واحد. اتنين زاد تلاتة،
ثلاثة degrees of freedom. عندك خمسة. خطوة تالتة، إذا
عندك ممسوك هنا، عندك واحد، اتنين، تلاتة، أربعة.
مسكت تلاتة في أربعة عند النقطة هذه بـ revolute
joint. معناته عند هنا صارت واحد، واحد، واحد، واحد. صار
الـ degree of freedom عندي إيش؟ تلاتة. آخر شيء، روح
اتمسكت كل الـ links من خلال الـ revolute joints. هاي
عندي link واحد، وهي link اتنين، وهي revolute joint،
وهي link تلاتة، وهي link أربعة.
في الحالة هذه، الـ degrees of freedom واحد. I
need only one parameter to control the motion of
the mechanism. معناته when a link is connected to a
fixed link by a turning pair, two degrees of
freedom are lost or destroyed. احنا
حكينا الميكانيزم عبارة عن kinematic chain in which
link in which
حكينا الميكانيزم is a kinematic chain in which one
of the lengths of the links is fixed. في
ميكانيزم، حكينا أحد الـ links لازم تكون ثابتة. معناته
عدد الـ links اللي قابلة للحركة، سأطرح واحد، سيكون عدد
الـ links ناقص واحد. عدد الـ links القابلة للحركة
سيكون L ناقص واحد. الـ total number of degrees of
freedom للـ links اللي هي L ناقص واحد. قبل ما
أوصلها بـ any other link، سيكون كل واحدة تلاتة، تلاتة
في L ناقص واحد. معناته total number of degrees of
freedom before connecting any link to any other
link ستكون تلاتة في L ناقص واحد.
الآن، هنجي للمعادلة العامة لتحديد degrees of
freedom of a mechanism. Number of degrees of 843 01:
structure
عندي four-bar linkage، link واحد، اتنين، تلاتة، أربعة
وأربعة joints. يعني عندي هنا الـ L أربعة، والـ J بيستوي
أربعة. معناته الـ N والـ H بيستويا صفر. N هتساوى تلاتة
في أربعة ناقص واحد ناقص اتنين، في أربعة ناقص صفر
يعني تلاتة في تلاتة، تسعة ناقص ثمانية ناقص صفر
بالصفر واحد. معناته هذا degrees of freedom واحد.
need to only move one link to control the whole
mechanism. عند التانية هذه، عندي أكمل link واحد،
اتنين، تلاتة، أربعة، خمسة links عندي هنا عند
الـ number of links بيساوى خمسة، الـ number of
joints، في عندي هنا binary، عندي واحد، واحد، اتنين، زائد
عندي وصلة ثلاثية واحد، اتنين، زائد تلاتة، زائد اتنين
في اتنين، يعني هيكون ستة. الـ J الآن في الحلقة دي
هتستوى ستة. في خمسة ناقص واحد ناقص اتنين في ستة
ناقص صفر، يعني هيكون تلاتة في أربعة، اتناشر ناقص
اتناشر ناقص صفر، بيساوى صفر، بيبين اللي هتتحرك من عنده
it is a structure and it has zero degrees of
freedom. ننتقل للميكانيزم هذه، واحد، اتنين، تلاتة
أربعة، خمسة links. الخمسة links، الـ L بيساوى خمسة، length
والـ J عندي خمسة joints، والـ H بيساوى صفر. معناته
الآن بيساوى تلاتة في خمسة ناقص واحد ناقص اتنين
في خمسة، يعني هيكون بيساوى اتناشر ناقص عشرة، بيساوى
اتنين. معناته الـ degrees of freedom في الحالة هذه
اتنين. I need to control the motion of two links to
get a specific configuration of the mechanism. معنى
degrees of freedom. عندي H تساوى اتنين. مثال
ثالث، عندي
cam وعندي
follower
عند الـ links، الـ link واحد، والـ link اتنين، والـ link
تلاتة. عند الـ number of links، بيساوى تلاتة. الـ
joints عندي
عند الـ joints، هين one lower pair joint، one
lower pair joint، هين اثنين زائد عندي higher
pair joint. هين عندي هنا الـ J بيساوى اتنين، والـ H عند
higher pair، لأن عندي هنا line contact واحد. معناته
الـ N هتساوي تلاتة في تلاتة ناقص واحد ناقص اتنين في
اتنين ناقص واحد، هتساوي تلاتة في اتنين، ستة ناقص أربعة
ناقص واحد، واحد
معناته الـ degrees of freedom is one. يعني either I
rotate this link to control the motion of this bar
أو I rotate this part to control the rotation of
this mechanism. لكن هو على الأغلب بيكون أنا هدور
الـ cam هذه عشان أتحكم في حركة الـ bar هذا. يعني هذا
هو هذه الـ cam وهذا الـ follower.
نأخذ المثال... نأخذ اللي هو المثال الأخير وننهي
المحاضرة. أنا
عندي هنا link واحد أو link اتنين أو link تلاتة و
هنا في عندي اربعة links، اتنين، تلاتة، أربعة wheels. عند
الـ number of links بيساوى أربعة. number of lower
pair joints عندي، هاي الـ lower pair، واحد، اتنين،
تلاتة، وعندي الـ higher pair joints عندي joint واحد.
واحد
معناته الـ N هتساوي تلاتة في الـ L ناقص واحد ناقص
اتنين J ناقص H. هتكون تلاتة في أربعة ناقص واحد ناقص
اتنين في تلاتة ناقص واحد، يعني هيكون تسعة ناقص ستة
ناقص واحد، بيساوى اتنين. I need two degrees of freedom
is two. I need two parameters to control the motion
of this mechanism.
بنكون اليوم، يعني أنهينا المحاضرة، الجاية بنكمل
باقي الـ... الـ chapters. بنصحكم تطلعوا على الـ
model، في حاطط مجموعة كبيرة، ممكن حوالي يعني أكثر من
عشرة videos بتحاكي حركة الميكانيزم لكل chapter.
video يعني رائع جداً، بنصحكم تتفرجوا عليها، وعليكم
العافية.