Силовой расчет плоских рычажных механизмов.
Задан кривошипно – ползунный механизм
Исходные данные :
Линейные размеры:
мм,
мм;
мм;
мм;
Скорость вращения ведущего звена – рад/с.
Расчетные положения ведущего звена – ;
.
Массы звеньев – кг;
кг;
кг.
Момент инерции звена 2 относительно центра – кг·м2.
Усилие сопротивления движению ползуна – Н
Результаты кинематического расчета:
Положение 600
Линейные ускорения :
м/с2 ;
м/с2 ;
м/с2
Угловое ускорение – рад/с2 (против часовой стрелки.
Положение 1500
Линейные ускорения :
м/с2 ;
м/с2 ;
м/с2
Угловое ускорение – рад/с2 (против часовой стрелки.
Порядок выполнения расчетов и графических построений по каждому принятому положению механизма.
1 Положение механизма – угол поворота кривошипа 600
1.1 Вычерчиваем план механизма в масштабе мм/мм
1.2 Выполняем структурный анализ
Механизм 2 класса; 2 порядка.
Формула строения механизма – .
1.3 Выполняем кинематический расчет механизма с определением линейных ускорений точек и угловых ускорений звеньев:
м/с2 ;
м/с2 ;
м/с2
рад/с2 (против часовой стрелки).
1.4 Определяем силы инерции, моменты сил инерции и веса звеньев.
Силы инерции –
Н
Н
Н
Момент сил инерции
Нм (по часовой стрелке).
Веса звеньев :
Н
Н
Н
1.5 Дополняем кинематическую схему до динамической.
При этом условно заменяем моменты от сил инерции и удерживающий момент пара сил, приложенных на концах соответствующих звеньев.
Н
1.6 Выполняем силовой расчет механизма
1.6.1 Расчет начинается с группы, наиболее удаленной от ведущего звена (звена с уравновешивающим моментом) – группа 2 – 3..
Вычерчиваем группу в масштабе перемещений. Переносим на группу все силы, учитывая и инерционные силы. Отброшенные звенья заменяем реакциями от них.
Такими силами являются :
реакция от звена 4 – ;
реакция от звена 2 – .
В соответствии с методом кинетостатики векторная сумма всех сил, приложенных к рассматриваемому элементу механизма, включая и силы инерции равна нулю.
Поэтому для группы 2 – 3 имеем
В векторном уравнении имеются три неизвестных. Для возможности графического решения необходимо предварительно определить одно из таких неизвестных.
Для этого используем уравнение равенство нулю моментов всех сил относительно точки В.
Плечи и
находим из чертежа.
;