Копия методич указ к контрольной передел

3.2 Силовой расчет группы Ассура второго класса

Для выполнения силового расчёта необходимо знать значения сил, действующих на звенья механизма: силы тяжести, движущие силы и силы инерции этих звеньев. От механизма, начиная с исполнительного звена ползуна , отсоединяется группа Ассура, а

точки разрыва этой группы заменяются реакциями.

3.2.1 Определение сил инерции

Модули сил инерции звеньев определяем по формуле:

Фi mi ai ,

где mi-масса i-го звена, кг

ai-ускорение центра масс i-го звена, м с2 .

Подставив числовые значения, получим:

Ф2 __·_ ___ Н

Ф3 __ __ ___ Н

Направления сил инерции противоположны направлениям соответствующих ускорений. Направление момента сил инерции противоположно угловому ускорению шатуна 2. Момент сил инерции шатуна определяется по формуле:

MФ2 IS2 2

MФ2 __ __ ____ Н м

Систему сил инерции шатуна, т.е. главный вектор сил инерции Ф2, приложенный в центре масс, и момент сил инерции МФ2 относительно центра масс, приводим к одной силе Ф2 приложенной в некоторой точке K. Расстояние между линиями действия силы инерции и приведенной силой вычисляется по формуле:

h MФ2

Ф2 l h __ ___ ___ мм

Направление приведенной силы совпадает с направлением силы инерции, а направление момента приведенной силы относительно точки S2 совпадает с направлением момента MФ2.

21

3.2.2 Определение сил тяжести

Силы тяжести определяем по формуле:

Gi mi g ,

где mi масса i-го звена , g ускорение силы тяжести.

Подставив числовые значения, получим:

G2 __ 9,81 ___ Н

G3 __ 9,81 ___ Н.

3.2.3 Определение реакций в кинематических парах

Определение реакций в кинематических парах начинаем с рассмотрения равновесия группы Ассура 2-3 .

На звенья этой группы действуют силы: движущая сила Fд, силы тяжести G3, G2, результирующие силы инерции Ф3, Ф2, реакция R03, заменяющая действие стойки 0 на ползун 3 и реакция R12 заменяющая действие кривошипа 1 на шатун 2.

Силы, приложенные в точке B, приводим к одной силе F3.Величину этой силы определяем по формуле:

F3 Ф3 G3 Fд

F3 +_ _+___ ___ ____ Н

Знак показывает, что сила F3 направлена вверх.

Условие равновесия группы 2-3 выражается следующим образом:

R12 G2 Ф2 F3 R03 0

Реакцию R12 раскладываем на две составляющие: R12n - действующая вдоль оси звена AB и R12 - перпендикулярно звену AB.

Составляющую R12 определяем из уравнения суммы моментов всех внешних сил относительно точки B, действующих на шатун AB.

Применительно к рассматриваемой схеме механизма это уравнение можно записать так:

R12 l2 Ф2 h1 G2 h2 0

откуда

R12 Ф2 h1 G2 h2 l2

R12 __ __ __ __ ___ ____ Н.

22

План сил строим в масштабе: F=___ Н мм.

Из произвольной точки Р последовательно откладываем вектора R12 , F3 G2, Ф2.

Через конечную точку вектора Ф2 проводим линию действия реакции R03 , а через начальную точку вектора R12 линию действия силы R12n . Получим точку пересечения.

Соединив конечную точку вектора Ф2 с точкой пересечения, получим вектор R03.

Соединив точку пересечения с конечной точкой вектора R12 , получим вектор R12.

Умножив соответствующие длины на масштабный коэффициент, получим R03 _ H

R12 _ H R12n _ Н

Реакция R32 в паре шатун – ползун определяем из условия равновесия ползуна:

R23 R03 F3 0

и равенства:

R32 R23

или

R23X R03 0,

R23Y F3 0.

Тогда

R23X R03 _ H,

R23Y F3 _ H

R23 R232 X R232 Y ;

R23 _ 2 _ 2 _ Н

R32 _ Н

3.3 Силовой расчет механизма 1 класса

К кривошипу приложена сила тяжести G1, известная реакция R21 R12 .

Неизвестная по значению и направлению реакция R01 .

R01 G1 R21 0

Чтобы кривошип мог совершать вращение по заданному закону, к нему со стороны отделенной части машинного агрегата должна быть приложена реактивная нагрузка в виде уравновешивающей силы Fy. Допустим, что неизвестная по модулю уравновешивающая сила приложена перпендикулярно кривошипу в точке А.

23

3.3.1 Определение сил тяжести

Силу тяжести кривошипа определяем по формуле:

G1 m1 g,

где m1 – масса кривошипа g – ускорение силы тяжести.

G1 _ 9,81 _ Н

3.3.2 Определение реакций в кинематических парах

Реакция R01 в паре кривошип-стойка и уравновешивающий момент My определяем из условия равновесия кривошипа ОА:

R21 R01 G1 0

Силу Fy находим из условия:

Fy l1 –R21 h3 0

Откуда

Fy R21 h3 l1

Fy _ _ _ _ Н

План сил строим в масштабе: F=_ Н мм.

Из произвольной точки последовательно откладываем вектора R21, G1. Соединив конечную точку вектора G1 с начальной точкой вектора R21, получим вектор R01.

Умножив полученную длину на масштабный коэффициент, получим: R01 ___ Н.

Уравновешивающий момент My определяется по формуле:

My Fy l1

My _ _=_Н м

24

ММТ№дазаиня.№равината.№илста

План положений

6

5

1

4

О

3

2

1

0 12

	Перв. примен.
	Справ. №
			В.М.Т.		6
				5	7
.	дата			4 8
защищены	Подп. и
права	дубл.			3 9
АСКОН, Россия. Все	Инв. №		S
	Взам. инв. №			2	10
2007 ЗАО
	дата
) 1989-	Подп. и			1	11
-3D LT (с			Н.М.Т.
	подл.			0 12
КОМПАС	Инв. №

КОМПАС-3D LT V9 (некоммерческая версия)

l =0,001

м

План скоростей

мм

V =0,1085

м/с

7

мм

8

Р11

9

А

10

VA

VS2

VB

11

VBA

План ускорений

a =16,8175

м/с 2

S2

мм

nab

a b

a

s2

ab

b

Р11

м

План положений l =0,001 мм

1

О

1

G1 А10

К

MU2

р

aS2

h

S2

u 2

G2

2

								2	2
SB 0	0,5	1,0	1,5	2,0	2,5	3,0	3,5	4,0
								aВ

Сжатие	Fпс
Расширение	3	F3
		3
В	В10	R03

G3

Р, МПа u 3

План сил

Н

F =119,76

мм

Группа Ассура (2-3)

F3

р R03

l =0,001

м

мм

R12

n

R12

n

R12

R12

А

R12

К

р

S2

Механизм I класса

G2 mР=244ммн

R01 n

	О		1	R21
R01
	G1			R21
				А
		Fу		R01

В

		ТММ №задания. №варианта. №листа
			Лит.			Масса		Масштаб
Изм. Лист	№ докум. Подп. Дата							1:1
Разраб.	Иванов И.И.
Пров.	Петров П.П.
Т.контр.			Лист			1	Листов 3
			Вуз, факультет,
Н.контр.
					№ группы
Утв.
		Копировал			Формат A1

25

Условные обозначения звеньев

	№	Наименован	Характер	Примечание
	п/п	Обозначение	движения
		ие
	1	Стойка	Отсутствует
	2	Кривошип	Колебательное	Полный
				оборот
	3	Коромысло
			Плоскопаралле	Нет пар,
	4	Шатун		связанных со
			льное	стойкой
	5	Ползун	Поступательно
			е
	6	Кулиса	Колебательное	Направляющ
			, вращательное	ая ползуна
			Вращательное	Профиль
				определяет
	7	Кулачок	Поступательно	движение
			е	ведомого
				звена
				Без учета
	8	Зубчатое	Вращательное	конструкцио
		колесо		нных
				особенностей
		Соединение
		звеньев:
		Жесткое
	9		Вращательное
		Шарнирное

26

Список литературы

Основная литература

1.К.В. Фролов, С.А. Попов, А.К. Мусатов и др. Теория механизмов и механика машин. - М.: Высш. шк., 2005.-496 с.

2.С.А. Попов, Г.А. Тимофеев. Курсовое проектирование по теории механизмов и механике машин. – М.: Высш. шк., 2002. 411с.

3.С.И. Марченко, Е.П. Марченко, Н.В.Логинова. Теория механизмов и машин.-

Ростов н/Д.; Феникс, 2003.- 263 с.

4.Теория механизмов и машин.: Учебное пособие. , Е.К. Кичаев, А.М. Лашманов, П.Е. Кичаев, Л.А. Довнар.: СамГТУ, г. Самара, 2007, 134 с.

27