Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
Пояснительная записка по тмм (пример).docx
Скачиваний:
88
Добавлен:
27.02.2016
Размер:
1.58 Mб
Скачать

5. Силовой анализ плоского рычажного механизма

Силовой анализ будем проводить кинетостатическим методом (в число заданных сил при расчёте входят силы инерции), при этом будем определять реакции в связях кинематических пар и уравновешивающую силу (уравновешивающий момент).

Построим в заданном масштабном коэффициенте длин одно положение механизма, для которого скорости и ускорения всех звеньев не равны нулю.

Возьмем шестое положение механизма и построим его в масштабном коэффициенте длин .

Рисунок 9 – Положение механизма для силового расчета со всеми приложенными силами

Затем построим план ускорений для заданного положения механизма.

Э

Рисунок 10– План ускорений

Рассчитаем силы, действующие на звенья.

Сила тяжести Giравна:

,

где – массаi-го звена;

– ускорение свободного падения, равное.

Масса звена равна:

,

где – удельная массаi-го звена;

– длинаi-го звена.

Для кривошипов: .

Для шатунов: .

Для коромысла: .

Масса ползуна: , где– масса шатуна к которому прикреплён ползун.

Значит:

Центр масс кривошипа лежит на оси вращения кривошипа, шатуна 2 – на середине его длины, коромысла – находим по теореме подобия, шатуна 4 также

Находим по теореме подобия:

и;

;

;

Далее откладываем вектора сил тяжести ,,,,на положении механизма соответственно от точек,,,,, вектор уравновешивающей силыPури силу полезного сопротивленияРп.с.на рабочем ходу (Рисунок 9).

Определим силы инерции звеньев.

Сила инерции может быть определена по формуле:

,

где – вектор силы инерцииi-го звена;

– массаi-го звена;

– вектор полного ускорения центра массsii-го звена.

Как видно из формулы и равна по величине.

Момент пары сил инерции направлен противоположно угловому ускорениюи может быть определён по формуле:

,

где – момент инерции звена относительно оси, проходящей через центр масси перпендикулярной к плоскости движения звена;

– угловое ускорение звена.

Момент инерции линейных и ведомых звеньев определится по формуле:

.

Определим из плана ускорений ускорения ,,,:

,

,

,

.

Рассчитаем силы инерции:

,

,

,

,

.

Рассчитаем моменты инерции второго, третьего и четвёртого звена:

,

,

.

Рассчитаем моменты пар сил инерции для второго, третьего и четвёртого звена:

,

,

.

Теперь необходимо сделать расчленение механизма. Силовой расчёт начинают с наиболее удалённой от первичного механизма структурной группы Ассура.

Силовой расчет структурной группы звеньев 4-5

Рисунок 11 – Структурная группа звеньев 4-5.

Здесьи– силы реакций, приложенные соответственно к звеньям 5 и 4 со стороны звеньев, образующих кинематические пары.

Запишем уравнение суммы моментов относительно точки F:

,

В структурной группе осталось две неизвестных силы, их можно определить составлением векторного силового многоугольника.

Записываем уравнение равновесия (векторную сумму сил):

.

Масштабный коэффициент сил :

,

где – истинное значение известной максимальной силы, входящей в уравнение;

– произвольно выбранный отрезок.

Примем масштабный коэффициент сил:

.

Строим многоугольник сил, для этого, сначала рассчитаем длины векторов сил на плане сил:

,

,

,

,

.

Построения по правилу многоугольника, позволяет построить силы ина плане сил и определить их истинное значение, а также определить истинные значение.

,

.

Рисунок 12 – План сил для группы звеньев 4-5

Силовой расчёт группы звеньев 2-3

Здесь и– силы реакций, приложенные соответственно к звеньям 3 и 2 со стороны звеньев,– силы реакций, приложенные в точке 0.

Сила реакции со стороны четвёртого звена на третье:

Запишем уравнение суммы моментов относительно точки B:

Для звена 2:

,,

.

Для звена 3:

,

Рисунок 13 – Вторая структурная группа звеньев 2-3

,

.

Записываем уравнение равновесия (векторную сумму сил):

.

Примем масштабный коэффициент сил, для плана сил второй группы Ассура:

.

Строим многоугольник сил, для этого, сначала рассчитаем длины векторов сил на плане сил:

,

Рисунок 14 – План сил для структурной группы 2-3

Определяем неизвестные реакции. Умножив их значения на масштабный коэффициент, получим: