4.Кинетостатический анализ главного исполнительного механизма

Цель: определить уравновешивающую силу и реакции в кинематических парах с вычислением сил инерции.

4.1.Построение плана механизма

Задается: принципиальная схема механизма, длины звеньев механизма и расстояния; положение кривошипа ОА (80⁰).

План механизма строим по методике, описанной в п. 3.1. Масштабный коэффициент длин . Строим заданное положение кривошипа ОА. Далее строим положение механизма методом насечек.

4.2.Построение плана скоростей

Задается: план механизма; длины его звеньев; диаграмма «Энергия-масса»; характерные точки на ней – А, В; момент инерции маховика - ; коэффициент неравномерности вращения ведущего звена - .

Определяем угловую скорость ведущего звена для заданного положения с помощью диаграммы «Энергия-масса» по формуле (3.33):

, .

Вычисляем скорость точки А по формуле (3.4):

Вычисляем масштабный коэффициент по формуле (3.5):

План скоростей строим по методике, описанной в п. 3.3.

Вычисляем скорости точек механизма по формулам (3.9):

;

; ;

; .

Вычисляем угловые скорости звеньев механизма по формулам (3.10):

; ;

.

4.3.Определение углового ускорения ведущего звена

Задается: график приведенного момента сил сопротивления и веса; угловая скорость ведущего звена ; график приведенного момента инерции механизма; момент инерции маховика .

Угловое ускорение ведущего звена вычисляем из уравнения движения машины по формуле:

, (4.1)

где – движущий момент, Н м;

- момент сил сопротивления, Н м;

- приведенный момент инерции механизма с маховиком, .

Вычислим и с помощью графика приведенного момента сил сопротивления и веса:

;

. (4.2)

определим по формуле:

, (4.3)

К графику приведенного момента инерции проведем касательную в заданном положении и промеряем.

Если угол α‹90⁰, то ставиться знак «+», а если α›90⁰, то – «-».

.

Вычислим приведенный момент инерции механизма с помощью графика приведенного момента инерции:

, (4.4)

где – момент инерции маховика, ;

- приведенный момент инерции механизма без маховика, .

; (4.5)

+57=762 .

Угловое ускорение ведущего звена:

.

4.4.Построение плана ускорений

Задается: план механизма; длины его звеньев; угловые скорости звеньев механизма - , , , ; угловое ускорение ведущего звена - .

Определим ускорение точки А:

, (4.6)

Вычислим нормальное и тангенциальное ускорение точки А:

;

. (4.7)

Выберем масштабный коэффициент ускорений:

, (4.8)

где – отрезок, изображающий на плане ускорений, мм.

Найдем отрезок , который изображает на плане ускорений:

, 4.9)

Строим план ускорений.

Из полюса плана ускорений – точки проводим параллельно ОА в направлении от точки А к точке О отрезок и перпендикулярно ОА в направлении отрезок . Отрезок изображает на плане ускорений.

Определим ускорение точки В, принадлежащей одновременно двум звеньям – АВ и СВ:

;

. (4.10)

Вычислим нормальные ускорения:

;

. (4.11)

Вычислим длины отрезков и , изображающих и :

; , (4.12)

На плане ускорений строим отрезок параллельно АВ в направлении от точки В к точке А и отрезок параллельно СВ в направлении от точки В к точке С. Через точки и проводим прямые, перпендикулярные АВ и СВ соответственно. Точку пересечения этих перпендикуляров обозначаем b.Отрезки , , изображают , , соответственно.

Определим длину отрезка , который изображает из пропорции:

, (4.13)

Найдем ускорение точки Е, принадлежащей одновременно двум звеньям – DE и поршню Е:

, (4.14)

Вычислим нормальное ускорение:

, (4.15)

Вычислим длину отрезка , изображающего :

, (4.16)

На плане ускорений строим отрезок параллельно DE в направлении от точки Е к точке D. Через точку проводим прямую, перпендикулярную DE, а через полюс прямую, параллельную Х-Х, направляющей поршня. Точку пересечения этих прямых обозначим e. Отрезки , e и e изображают , , соответственно. Посередине отрезка de ставим точку , отрезок изображает .

Вычисляем ускорения точек:

; ; ; ;

; ; ; ;

; . (4.17)

Вычислим угловые ускорения звеньев механизма:

; ; , (4.18)

Таблица 8. Ускорения точек и угловые ускорения звеньев механизма

3,966	0,288	3,865	0,073	1,945	1,948	1,596	1,510	2,198	3,845
0,171	1,988	2,006	4,181	3,888	0,720	1,996	2,188	10,825