Проектирование и исследование кривошипно-ползунного механизма грохота (стр. 4 из 5)

Полученные значения сведем в таблицу 4. Откладывается оно по направлению вращения на 90^о от вектора скорости. Относительная скорость имеет направление параллельное движению, откладывая вектора по порядку. Находим точку а₃ и d₄.

Таблица 4 – Расчет кориолисова ускорения

Положение	Скорость звена	Значение, рад/с	Ускорение	Значение, м/с2	Значение в масштабе, мм
1	ωАВ	5,9	акор	6,51	42
7	ωАВ	5,79	акор	6,4	41,3
10	ωАВ	4,38	акор	0	0

Сравнительная характеристика

Результаты всех вычислений графическим методом и дифференцированием сведем в таблицу 5.

Таблица 5 – Таблица сходимости

Величина	Скорости υД4, м/с			Ускорение аД4, м/с2
Положение	1	7	10	1	7	10
План	0,28	0,5	2,05	5,89	8,6	3,6
Диаграмма	0,27	0,5	1,98	5,9	8,5	3,7
Расхождение, %	2,1	0	2,3	1,2	2,3	2,6

Расхождения значений скоростей и ускорений находим по формулам:

(4.20)

(4.21)

где

– значение ускорения с плана, м/с²;

– значение ускорения с диаграммы, м/с²;

V_Д4 – значение скорости с плана, м/с;

V^пп_Д4 – значение скорости с диаграммы, м/с.

5. Кинетостатический анализ механизма

Целью кинетостатического анализа является нахождение сил инерции и определение реакций в кинематических парах.

С первого листа чертежей перенесем план механизма в первом положении, а также перенесем план ускорений этого положения и перевернутый на 90⁰ против часовой стрелки план скоростей.

Определение веса звеньев механизма

Вес звеньев определяем по формуле

G_i = m_i ∙ g, (5.1)

где g – ускорение свободного падения, g = 9,81 м/с².

Полученные значения сводим в таблицу 6.

Таблица 6 – Вес и масса звеньев

Параметр	Звено
	1	2	3	4	5
Масса, кг	0	0	10	15	200
Вес, Н	0	0	98,1	147,15	1962

Определение моментов сил инерции и сил инерции звеньев

Найдем силу инерции каждого звена в отдельности.

Сила Ф_И направлена противоположно полному ускорению точки S и может быть определена по формуле

(5.2)

где m – масса звена, кг;

а_S – ускорение центра масс звена, м/с².

Подставляя числовые величины, получим Ф₁ = Ф₂ = 0,

Момент инерции М_И пары сил инерции направлен противоположно угловому ускорению e звена и может быть определён по формуле

(5.3)

где

– момент инерции звена относительно оси, проходящей через центр масс S и перпендикулярной к плоскости движения звена, кг ∙ м²,

Определим угловые ускорения по формуле

(5.4)

Подставляя числовые значения в формулы (5.3-5.4) получим значения, которые занесем в таблицу 6.

Таблица 6 – Моменты сил инерции и силы инерции звеньев

Величины	Звено
	1	2	3	4	5
, м/с2	0	0	4,185	7,285	5,9675
, рад/с2	0	0	9,44	4,13	0
, кг ∙м2	0,52	0	1,6	3,5	0
, Н	0	0	41,85	109,275	1193,5
, Н×м	0	0	15,1	14,45	0

Определение точек приложения сил

Рассмотрим группы асура по отдельности каждую для нахождения реакций. Расчет будем вести с последней. Для вращательных пар реакции раскладывают на две – параллельную и перпендикулярную. Силу полезного сопротивления направим против сил инерции.

Определение реакций в кинематической паре

Расчет начинаем с последней структурной группы. Вычерчиваем группу звеньев 4 и 5, на эту группу переносим все внешние нагрузки и реакции. Считаем данную группу, находящуюся в равновесии, и составляем уравнение равновесия

(5.5)

Величина

раскладывается на две составляющие: нормальную и тангенциальную.

(5.6)

Величину

находим из условия равновесия относительно точки Д для четвертого звена.

(5.7)

где

, h₁, – плечи сил до точки Д, определяемые по чертежу м.

Тогда

(5.8)

Строим план сил, откуда определяем величины

, . Получим следующие значения с учетом масштаба сил m_F = 10 Н/мм:

Учитывая, что ползун также можно рассмотреть отдельно получаем что сила

приложена в т.Д, так как расстояние b=0. Определяем направления.

Аналогично составляем уравнение равновесия для второй группы Асура.

(5.9)

где

Реакцию ползуна 2 на коромысло не ищем, т.к. она не столь важна.

Строим силовой многоугольник, откуда определяем неизвестные реакции

. Получаем следующие значения с учетом масштаба сил: