3. Упрощенная методика кинематического и силового расчета

Расчет кинематических и силовых величин, приведенных в разделах 1 и 2, целесообразно производить с применением компьютерной техники. При выполнении курсовой работы по ТММ студентам выдается более простой вариант задания, позволяющий использовать лишь инженерный калькулятор.

Расчет перемещений, аналогов скоростей и ускорений ползуна ведется по приближенным зависимостям (13, 14, 15).

При силовом расчете учитываются лишь наиболее значимые нагрузки, приложенные на ползуне:

а) сила сопротивления P на ползуне, направленная против его скорости ;

б) сила тяжести ползуна ;

в) сила инерции .

Угловую скорость кривошипа считаем постоянной ( ).

В этом случае все зависимости, полученные в разд. 2 значительно упрощаются. Приведем их для двух наиболее распространенных вариантов расположения схемы механизма.

3.1. Вертикальное расположение ползуна

Ползун находится ниже центра вращения кривошипа. Угол между осью X и вектором силы тяжести равен . Схема механизма для данного варианта вместе с приложенными силами приведена на рис. 8.

Преобразуя зависимости, приведенные в разд. 2, получим: (40)

Здесь (41)

— динамическое усилие на ползуне от действия внешних сил и сил инерции.

. (42)

Если в рассмотренном положении механизма усилие P направлено против оси X, то подставляем его величину в зависимость (42) со знаком “–”.

Так как внешние силы и инерционные нагрузки, приложенные к шатуну и кривошипу, не учитываются . (43)

В проекциях на оси X,Y системы координат

. (44)

Полная величина реакции (по модулю):

. (45)

Уравновешивающий момент на валу кривошипа

. (46)

Знак “+” в результатах при расчете по формуле (46) означает, что — движущий момент, знак “–” - момент сопротивления.

3.2 Горизонтальное расположение ползуна

Ползун находится слева от центра вращения кривошипа. Угол между осью X и вектором силы тяжести равен . Схема механизма для данного варианта вместе с приложенными силами приведена на рис.9.

Преобразуя зависимости, приведенные в разд. 2, получим

. (47)

Здесь определяется по зависимости (41). – динамическое усилие на ползуне от действия внешних сил и сил инерции

. (48)

Величину P подставляем в зависимости (48) со знаком “+”, если в данном положении механизма она направлена по оси X, и со знаком “–”, если против оси X. Реакции момент определяются по зависимостям (43), (44), (45), (46) с использованием зависимости (48).