Силовой расчёт механизмов (стр. 3 из 5)

Вывод: входное звено вращается с переменной угловой скоростью и переменным ускорением, за счет действия переменных нагрузок. Т.к.

>0, то маховик нужен, чтобы обеспечить заданную неравномерность хода  =0,0182.

РАЗДЕЛ II

Силовой анализ рычажного механизма

Силовой анализ механизма заключается в нахождении неизвестных сил и моментов, приложенных к каждому звену исследуемого механизма, в частности реакции в кинематических парах.

Чтобы выполнить силовой расчет необходимо определить внешние силы и моменты сил действующих на звенья механизма (движущая сила, силы полезного сопротивления, силы тяжести или сопротивление среды).

Возникновение реакции в кинематических парах обусловлено не только воздействием внешних сил, но и движением звеньев с ускорениями.

Расчет ведем по методу Д^'Аламбера, который формулируется следующим образом:

Если к внешним силам, действующим на механические системы, прибавить силы инерции, то такую систему можно рассматривать условно находящуюся в равновесии.

Целью данного раздела является определение реакции в кинематических парах. Расчет ведется в порядке обратном кинематическому анализу, т.е. расчет начинаем с группы наиболее удаленной от ведущего звена.

2.1 Вычерчиваем в масштабе

кинематическую схему механизма соответствующую min и max значениям приведенного момента М_с^пр сил сопротивления:

,

где ОА – отрезок произвольно взятый на чертеже, мм.

Принимаем

2.2 Составляем векторное уравнение для определения скорости в точке В.

;

,

где

– абсолютная скорость точки А.

м/сек;

– относительная скорость точки В, направленная перпендикулярно шатуну АВ.

– относительная скорость точки В, направленная вдоль ползуна.

Определяем масштаб плана скоростей:

;

– произвольно взятый отрезок 150 мм.

Строим план скоростей и с его помощью определенной скорости точек механизма и угловую скорость звена.

м/с

м/с

м/с

c^-1.

2.3 Для определения ускорений составляем систему векторов ускорений:

,

где

– ускорение точки А.

Ввиду того, что ∆w_max мала, принимаем, что кривошип вращается с постоянной угловой скоростью w₁= const.

Угловое ускорение кривошипа

, тогда .

м/с^-2;

м/с^-2;

– вектор ускорения точки В_о принадлежит стойке

– вектор Кориолисова ускорения;

– вектор относительного ускорения, известен только по направлению.

Определяем масштаб плана ускорений по формуле:

где

− выбираем произвольно.

Построение плана ускорений помогает определить абсолютные и относительные ускорения точек и угловые ускорения звеньев механизма для выбранных положений.

м/с ^-2;

м/с^-2;

м/с^-2;

с^-2

2.4 Определяем величины главных векторов сил инерции Р_и и его главных моментов М_и:

H;

H;

.

Момент сил инерции M_u2 заменим парой сил

Н

2.5 Определяем реакции в кинематических парах методом плана сил. Для этого вычерчиваем в масштабе _l группу Ассура и прикладываем к ней силу Р; силы тяжести G₂ и G₃ и силы инерции Р_и2 и Р_и3; моменты сил инерции M_u2, реакцию R₀₃; реакцию кривошипа на шатун R₁₂, которую раскладываем на нормальную и тангенциальную.

Реакцию

определим из уравнения равновесия моментов сил действующих на звено 2 (шатун АВ) относительно точки В.

В уравнении берем слагаемые со знаком «+», если момент создаваемый силой направлен против часовой стрелки, и со знаком «–», если по часовой стрелки.

Записываем векторное уравнение всех сил:

Значения сил

Таблица 5.

Положения механизма
3	16500	295	54	619	17246	54	514	3200	16700

Неизвестные реакции

и определим графическим построением плана сил в масштабе:

;