4 Силовое исследование механизма
4.1 Силовое исследование проведем для структурной группы Ассура (диады) шатун – ползун (рис. 4).
К звеньям группы Ассура приложены силы:
- сила
полезного сопротивления
направлена противоположно скорости
ползуна (навстречу вектору
)
и равна
- сила
инерции ползуна
направлена противоположно его ускорению
(навстречу вектору
)
и равна
- сила тяжести ползуна
(всегда направлена вниз) составляет
- реакция
со стороны отброшенного звена1
на звено 2,
которая направлена вдоль звена 2;
- реакция
со стороны отброшенного звена4
на звено 3
направлена
перпендикулярно направляющей ползуна.
Рисунок 4 – Кинематическая схема кривошипно-ползунного механизма с диадой шатун – ползун и планом сил механизма
Запишем векторное уравнение равновесия сил
.
Силы
,
и
известны по величине и по направлению.
Силы
и
известны только по направлению.
Их величины найдем, построив
план сил механизма (рис. 4).
Определим масштаб плана сил механизма
где
- произвольно выбранный отрезок,
отображающий на
плане сил вектор
,
направленный параллельно направляющей
ползуна
навстречу
вектору
на плане скоростей механизма.
Отрезки
и
,
отображающие, соответственно, силу
инерции
и силу тяжести
,
находим с учетом масштаба
Из конца
вектора
проводим вектор
длиной
параллельнонаправляющей
.
Направление вектора
должно быть противоположно ускорению
ползуна3(навстречу
вектору
).
Так как
величина отрезка
слишком мала, точки
и
на плане сил совпадают.
Затем
проводим линию действия реакции
из точки
перпендикулярно направляющей
и линию действия реакции
из полюса
параллельно шатуну2.
Точка
пересечения этих линий отсекает отрезки
и
,
по длине которых вычисляем величины
реакций с учетом масштаба
По третьему закону Ньютона сила, действующая на кривошип 1 со стороны шатуна 2, равна
4.2 Определение движущего момента
Укажем плечо
силы
относительно точкиА,
которое по данным примера равно 27 мм
(рис. 5).
Рисунок 5 - Схема определения плеча
приложения силы
Вычислим
с учетом масштаба
чертежа длину этой нормали (если чертеж
механизма
выполнен в масштабе 1:1, то
)
Тогда уравновешивающий (движущий) момент будет равен
Мгновенная мощность составляет
Список литературы
1. Сурин В.М. Прикладная механика: учеб. пособие. – Минск.: Новое знание, 2005. – 388 с.
2. Мамаев А.Н., Балабина Т.А. Теория механизмов и машин: учеб. – М.: изд-во «Экзамен», 2008. - 254 с.
Приложение А
(обязательное)
Задания для выполнения расчетно-графической работы
Т а б л и ц а А.1 – Варианты индивидуальных заданий
|
Номер задания |
об/мин |
мм |
град. |
мм |
кН |
кг |
Направление вращения кривошипа |
|
1 |
2000 |
60 |
30 |
200 |
10,0 |
0,50 |
По час. стр. |
|
2 |
2050 |
55 |
45 |
190 |
11,0 |
0,51 |
По час. стр. |
|
3 |
2100 |
60 |
60 |
190 |
12,0 |
0,52 |
По час. стр. |
|
4 |
2150 |
65 |
120 |
185 |
13,0 |
0,53 |
По час. стр. |
|
5 |
2200 |
70 |
135 |
180 |
14,0 |
0,54 |
По час. стр. |
|
6 |
2250 |
50 |
150 |
205 |
15,0 |
0,55 |
По час. стр |
|
7 |
2300 |
50 |
210 |
200 |
16,0 |
0,56 |
По час. стр. |
|
8 |
2350 |
65 |
225 |
210 |
17,0 |
0,57 |
По час. стр. |
|
9 |
2400 |
60 |
240 |
205 |
18,0 |
0,58 |
По час. стр. |
|
10 |
2450 |
65 |
300 |
200 |
19,0 |
0,59 |
По час. стр. |
|
11 |
2500 |
70 |
315 |
190 |
20,0 |
0,4 |
По час. стр. |
|
12 |
2550 |
65 |
330 |
195 |
10,5 |
0,41 |
По час. стр. |
|
13 |
2600 |
60 |
30 |
195 |
11,5 |
0,42 |
Пр. час. стр. |
|
14 |
2650 |
55 |
45 |
215 |
12,5 |
0,43 |
Пр. час. стр. |
|
15 |
2700 |
65 |
60 |
215 |
13,5 |
0,44 |
Пр. час. стр. |
|
16 |
2750 |
65 |
120 |
210 |
14,5 |
0,45 |
Пр. час. стр. |
|
17 |
2800 |
65 |
135 |
205 |
15,5 |
0,46 |
Пр. час. стр. |
|
18 |
2850 |
70 |
150 |
200 |
16,5 |
0,47 |
Пр. час. стр. |
|
19 |
2900 |
70 |
210 |
195 |
17,5 |
0.48 |
Пр. час. стр. |
|
20 |
2950 |
65 |
225 |
190 |
18,5 |
0,49 |
Пр. час. стр. |
|
21 |
3000 |
60 |
240 |
185 |
19,5 |
0,3 |
Пр. час. стр. |
|
22 |
3050 |
55 |
300 |
185 |
10,2 |
0,31 |
Пр. час. стр. |
|
23 |
3100 |
55 |
315 |
180 |
11,2 |
0,32 |
Пр. час. стр. |
|
24 |
3150 |
70 |
330 |
185 |
12,2 |
0,33 |
Пр. час. стр. |
|
25 |
3200 |
70 |
30 |
195 |
13,2 |
0,34 |
По час. стр. |
,
,
,
,
О к о н ч а н и е т а б л и ц ы А. 1
|
Номер задания |
об/мин |
мм |
град. |
мм |
кН |
кг |
Направление вращения кривошипа | |
|
26 |
3250 |
75 |
45 |
170 |
14,2 |
0,35 |
По час. стр. | |
|
27 |
3300 |
75 |
60 |
175 |
15,2 |
0,36 |
По час. стр. | |
|
28 |
3350 |
60 |
120 |
170 |
16,2 |
0,37 |
По час. стр. | |
|
29 |
3400 |
55 |
135 |
200 |
17,2 |
0,38 |
По час. стр. |
|
|
30 |
3450 |
45 |
150 |
175 |
18,2 |
0,39 |
По час. стр |
|
|
31 |
3500 |
65 |
210 |
170 |
19,2 |
0,60 |
По час. стр. |
|
|
32 |
3550 |
60 |
225 |
180 |
10,7 |
0,61 |
По час. стр. |
|
|
33 |
3600 |
70 |
240 |
190 |
11,7 |
0,62 |
По час. стр. |
|
|
34 |
3650 |
65 |
300 |
200 |
12,7 |
0,63 |
По час. стр. |
|
|
18 |
2850 |
70 |
315 |
200 |
16,5 |
0,47 |
По час. стр. |
|
|
19 |
2900 |
70 |
330 |
195 |
17,5 |
0.48 |
По час. стр. |
|
|
20 |
2950 |
65 |
30 |
190 |
18,5 |
0,49 |
Пр. час. стр. |
|
|
21 |
3000 |
60 |
45 |
185 |
19,5 |
0,3 |
Пр. час. стр. |
|
|
22 |
3050 |
55 |
60 |
185 |
10,2 |
0,31 |
Пр. час. стр. |
|
|
23 |
3100 |
55 |
120 |
180 |
11,2 |
0,32 |
Пр. час. стр. |
|
|
24 |
3150 |
70 |
135 |
185 |
12,2 |
0,33 |
Пр. час. стр. |
|
|
25 |
3200 |
70 |
150 |
195 |
13,2 |
0,34 |
Пр. час. стр. |
|
|
26 |
3250 |
75 |
210 |
170 |
14,2 |
0,35 |
Пр. час. стр. |
|
|
27 |
3300 |
75 |
225 |
175 |
15,2 |
0,36 |
Пр. час. стр. |
|
|
28 |
3350 |
60 |
240 |
170 |
16,2 |
0,37 |
Пр. час. стр. |
|
|
29 |
3400 |
55 |
300 |
200 |
17,2 |
0,38 |
Пр. час. стр. |
|
|
30 |
3450 |
45 |
315 |
175 |
18,2 |
0,39 |
Пр. час. стр. |
|
|
31 |
3500 |
65 |
330 |
170 |
19,2 |
0,60 |
Пр. час. стр. |
|
|
32 |
3550 |
60 |
30 |
180 |
10,7 |
0,61 |
По час. стр. |
|
|
33 |
3600 |
70 |
45 |
190 |
11,7 |
0,62 |
По час. стр. |
|
,
,
,
,
Рисунок А.1 – Графическая часть РГР для рассматриваемого примера