Найденные реакции:

F₆₃ = 300 Н; F₁₂ = 1017 Н. F₃₂ = 1742H.

Расчет диады 4-5: (шатун 4 - поршень 5)

1.Построим структурную группу (приложение 5).

2. Изобразим силы, действующие на структурную группу:

F₆₅ - реакция неподвижной стойки (цилиндра) на ползун (поршень) - направлена перпендикулярно направлению движения ползуна.

F₁₄ = F₁₄^t + F₁₄ⁿ - реакция кривошипа на шатун - направление неизвестно. Эту силу удобно разложить на две составляющие: направленную вдоль шатуна и направленную перпендикулярно шатуну.

P₁ - сила действующая на поршень В - направлена вдоль направления движения. (P₁ = 0)

G₅ - вес поршня C - направлен вертикально вниз.

Ф_S5 - сила инерции, возникающая при движении поршня - направлена противоположно ускорению движения поршня.

G₄ - вес шатуна - направлен вертикально вниз.

Ф_S4 - сила инерции, возникающая при движении шатуна - направлена противоположно ускорению движения центра масс шатуна.

M_S4^Ф - момент инерции, возникающий при движении шатуна - направлен противоположно угловому ускорению вращения шатуна.

3. Для определения касательной составляющей силы реакции кривошипа на шатун F₁₄^t, приложенной в точке А составляем уравнение суммы моментов относительно точки С:

F₁₄^t · l_AС + G₄ · h₃ - Ф_S4 · h₄ - M_S4^Ф = 0 ;

F₁₄^t = (- G₄ · h₃ + Ф_S4 · h₄ + M_S4^Ф) / l_AС ;

F₁₄^t = (- 7,9 · 0,025 + 1521 · 0,055 + 14,9) / 0,11 = 894,1 H.

Плечи измерены на чертеже и переведены в метры:

h₃ = 0,025 м; h₄ = 0,055м; l_AС = 0,11 м.

4. Для определения нормальной силы реакции кривошипа на шатун АВ и реакции стойки на ползун В построим силовой многоугольник на рис.7. Строим все силы, приложенные к структурной группе 1 откладывая вектор каждой следующей силы из конца предыдущей.

Величины сил для построения:

F₁₄^t = 894,1H;

G₄ = 7,9;

Ф_S4 = 1521;

Ф_S5 = 1890;

G₅ = 6,4;

Величины G₄ и G₅ на плане скоростей не показаны из-за своей малости по сравнению с остальными силами. Далее из конца силы Ф_S5 строим направление первой неизвестной силы реакции (F₆₅), а из начала первой силы (F₁₄^t) строим направление второй неизвестной силы (F₁₄ⁿ). Получаем пересечение этих направлений и определяем величины найденных сил с учетом масштаба:

F₆₅ = 420 Н;

F₁₄ = 2757Н.

Чтобы найти реакцию F₅₄ разбиваем структурную группу на звенья (шатун и ползун). Прикладываем к шатуну все силы и записываем уравнение суммы всех сил:

В этом уравнении известны все силы, кроме искомой F₅₄. Нужный векторный многоугольник уже построен на предыдущем этапе. Соединяем конец вектора силы Ф_S4 и начало вектора F₁₄ и получаем искомую реакцию F₅₄.

F₅₄ = 1117 H.

Найденные силы реакции:

F₁₄ = 2757 Н; F₆₅ = 420 Н; F₅₄ = 1117 H.

4.5 Определение уравновешивающей силы для угла поворота 45˚.

1. Построим начальную группу (приложение 6).

Изобразим силы, действующие на начальную группу (кривошип):

F₆₁ - реакция неподвижной стойки на кривошип - направление неизвестно;

F₂₁ -реакция шатуна АВ на кривошип - F₁₂ найдена при расчете структурной группы 1.

(F₂₁=-F₁₂)

F₄₁ - реакция шатуна АС на кривошип - F₁₄ найдена при расчете структурной группы 2.

(F₄₁ = - F₁₄)

F_У1 - уравновешивающая сила, приложена в точке А перпендикулярно кривошипу.

3. Для определения уравновешивающей силы составим уравнение суммы моментов сил относительно точки О:

-F₄₁ · h₁ - F₂₁ · h₂ + F_У · АО = 0;

F_У1 = (F₄₁ · h₁ + F₂₁ · h₂) / АО = (2757· 17+ 1017 · 24) / 27 = 2639 Н.

Величины h₁ , h₂ - измерены на чертеже, АО – рассчитано выше.

4. Для нахождения реакции неподвижной стойки на кривошип строим силовой многоугольник из сил, приложенных к кривошипу:

Ab= F₂₁ *µF=1017*0.07=71,19 - реакция шатуна на кривошип;

bc= F₄₁ *µF=2757*0.07=192,99 - реакция шатуна на кривошип;

cd= F_y1 *µF=2639*0.07=184,73 - уравновешивающая сила.

Из силового многоугольника получаем реакцию стойки:

F₆₁ = 2545 H.

Итого все найденные силы:

F_У1 = 2639 Н; F₁₂ = -F₂₁ = 1017 Н;

F₁₄ = -F₄₁ = 2757 Н; F₁₆ = - F₆₁ = 2545 H;

F₂₃ = -F₃₂ = 1736 H; F₄₅ = -F₅₄ = 1117 H;

F₃₆ = -F₆₃ = 300 Н; F₅₆ = -F₆₅ = 420 Н.