3.2 Общая методика силового расчета

Силовой расчет следует выполнять с учетом ускоренного движения звеньев, так как их ускорения в современных быстроходных машинах весьма значительны. Неучет ускоренного движения звеньев вызовет недооценку на­гружающих сил, что может привести к ошибкам в дальнейших инже­нерных расчетах.

Учет ускоренного движения звеньев выполним методом кинето­статики. Согласно принципу Даламбера метод кинетостатики за­ключается в том, что к каждому подвижному звену механизма кроме за­данных сил и реакций связей необходимо условно приложить главный век­тор Р , и главный момент М_и сил инерции. Тогда для каждого звена можно записать три уравнения кинетостатики:

(3.1)

(3.2)

(3.3)

Два алгебраических уравнения (3.1) и (3.2) могут быть заменены одним эквивалентным векторным уравнением сил:

(3.4)

Следует подчеркнуть, что никакой силы , и никакой пары сил , к звену в

действительности не приложено. Главный вектор и глав­ный момент сил инерции не имеют

никакого физического содержания и в расчетных уравнениях (3.1) - (3.3) играют роль не более чем чисто математических величин, посредством которых учитывается влияние ускоренного движения звеньев.

Силовой расчет производится в следующей последовательности.

1. Определяются все внешние силы, приложенные к звеньям

механизма, от действия, которых требуется найти реакции в кинемати­ческих парах механизма.

2. Проводится разделение механизма на группы Ассура.

3. Проводится силовой расчет каждой группы Ас­сура в отдельности, так как группа Ассура является статически определимой систе­мой. Расчет следует начинать с группы Ассура, наиболее удаленной от ведущего звена.

4. В заключение производится силовой расчет ведущего звена.

Задачи решают графоаналитическим методом, используя уравне­ние равновесия всей группы или отдельных ее звеньев. В число сил и моментов, входящих в уравнения, включаются реакции и моменты реакций в кинематических парах группы.

На основании уравнений равновесия строятся многоугольники сил, которые называются планами сил групп.

Для реакций, возникающих между элементами кинематических пар, приняты следующие обозначения: реакция со стороны отброшенного звена j на рассматриваемое звено i обозначается , реакция же со стороны звена i на звено j соответственно обозначается . Очевидно, что

Реакция характеризуется величиной, направлением и тонкий при­ложения.

Пренебрегая трением в кинематических парах, можно отметить

следующее (см. рисунок 3.1).

Рисунок 3.1. Схемы к определению реакций в кинематических парах

Во вращательной паре (рисунок 3.1, а) подлежит определению величина и направление реакции, так как ее линия действия проходит через ось вращения пары.

В поступательной паре (рисунок 3.1, б) подлежат определению ве­личина и точка приложения реакции, так как известно только то, что направ­ление реакции всегда перпендикулярно направляющей, по которой движется ползун.

Пример и методические указания

Провести силовой анализ механизма в заданном положении (см. рисунок 3.2, а). Механизм вычерчен в масштабе , силы, приложенные к звеньям, изображены без масштаба, истинными являются лишь направления сил.