Кривошипно-ползунный механизм, его структура, схема, анализ (стр. 2 из 3)
В то же время точка В принадлежит и ползуну 3. Ползун 3 совершает только прямолинейное возвратно-поступательное движение вдоль направляющей XX, следовательно, линия действия вектора скорости точки В проходит параллельно XX:
. (11)Разрешив графически векторные уравнения (9, 10, 11), построим план скоростей (рисунок 5).
Замерив для каждого плана скоростей длину векторов и с помощью масштабного коэффициента скоростей, найдем числовые значения по формулам
(12)Так же рассчитаем угловые скорости для звеньев, совершающих вращательное движение:
(13)Для упрощения расчетов построим таблицу (таблица 2), внося найденные значения по уравнениям (12) и (13) линейных и угловых скоростей, соответственно:
Таблица 2 – Линейные, угловые скорости положения механизма
| Положение | Линейные скорости (м/с) | Угловые скорости (с-1) | |||||
 |  |  |  |  |  |  | |
| 1 | 29,3 | 29,3 | 11,1 | 22,7 | 9,77 | 36,63 | 8,53 |
Рисунок 5 – План скоростей
Для построения плана ускорений составим векторные уравнения. Вектор ускорения точки А представляет собой геометрическую сумму вектора ускорения точки О, вектора нормального ускорения и вектора тангенциального ускорения относительного вращательного движения точки А вокруг точки О:
(14)В уравнении (17) первое слагаемое равно нулю (
), так как точка О является неподвижной, а третье слагаемое равно нулю, так как угловая скорость звена ОА постоянна ( 
). Тогда уравнение (14 примет следующий вид: 
Модуль ускорения точки А:
(15)Теперь подберем масштабный коэффициент ускорений:
(16)где
- модуль ускорения точки А; 
- произвольно выбранный отрезок, изображающий на плане ускорений вектор ускорения точки А. Примем 
, тогда с учетом равенства (16)получим:
Длину отрезка, изображающего на плане ускорений вектор ускорения точки С, найдем, воспользовавшись теоремой подобия:
. (17)Вектор ускорения точки В принадлежащей шатуну 2 представляет геометрическую сумму вектора ускорения точки А, вектора нормального ускорения и вектора тангенциального ускорения относительного вращательного движения точки В вокруг точки А:
(18)Модуль вектора
найдем по выражению: 
Длина отрезка, изображающего в составе плана ускорений вектор
: 
(19)В то же время точка В принадлежит и ползуну 3. Ползун 3 совершает только прямолинейное возвратно-поступательное движение вдоль направляющей ХХ, следовательно, линия действия вектора ускорения точки D проходит параллельно прямой ХХ:
Разрешив графически векторные уравнения (17,18,19), построим планы ускорений для всех найденных положений. После построения замерим для каждого плана длины отрезков
Используя найденные значения отрезков, определим модули соответствующих ускорений:
(20)Так же, для расчетов, необходимо определить ускорения центров масс представленных звеньев. Центры масс шатунов 2, 4 и коромысла 3 считаем расположенными по середине этих звеньев. Соединив на планах ускорений точки
и a, а и b; и определив середины этих отрезков мы получим центры масс звеньев s1, s2. Проведя от точки вектора к вышеуказанным точкам мы получим соответствующие вектора ускорений центров масс. Измеряя длину этих отрезков мы сможем определить модули этих отрезков: 
(21)Определим угловые ускорения звеньев:
(22)Угловая скорость кривошипа 1 является постоянной величиной, следовательно, угловое ускорение этого звена равно нулю, т.е.
. Ползун 3 совершает только поступательные движения, следовательно, угловое ускорение этого звена тоже равно нулю, т.е. 
.Таблица 3 – Нормальные составляющие ускорений
| Положение |  |  м/с2 |  м/с2 |  |  |  |
| 1 | 1073 | 94,8 | 1076 | 752 | 753 | 827 |
Кинематический анализ успешно проведен.
Рисунок 6 – План ускорении
4. Определение сил, действующих на звенья механизма
На каждое звено плоского рычажного механизма действует сила тяжести, которая находится по формуле:
(23)где g=9,81 м/с2 - ускорение свободного падения, а
- масса i-го звена.Для определения массы каждого звена плоского рычажного механизма воспользуемся следующими формулами:
(24)Далее определяем силы тяжести для каждого звена плоского рычажного механизма:
(25)Также мы можем определить силы инерции, действующие на звенья плоского рычажного механизма, по формуле:
(26)где
- масса i-го звена, а 
- ускорение центра масс i-го звена.Уславливаемся, что центр масс кривошипа лежит на оси его вращения, т.к в большинстве случаев кривошип – вал механизма, т.е
Также уславливаемся, что у линейных звеньев центр масс лежит на середине звена. Значения ускорений центра масс найдены в кинематическом анализе плоского рычажного механизма. Находим силы инерции:
(27)Определяем моменты от сил инерции:
(28)где
- момент инерции i-го звена, угловое ускорение i-го звена.Момент инерции i-го звена:
(29)