Угловое ускорение шатуна определяется с помощью уравнения

где - длина вектора (в миллиметрах) на рис. 2,д.

В пояснительной записке производятся все вышеуказанные вычисления для одного положения механизма (для положения, вычерченного основной сплошной линией). Для остальных положений механизма вычисления производятся в черновике, а в пояснительной записке результаты всех вычислений сводятся в таблицу (табл. 1).

3.4. Силовой расчёт механизма

В заданиях на курсовой проект предлагается провести силовой расчёт рычажного механизма (в частности, кривошипно-ползунного) с целью определения реакций в кинематических парах при заданных внешних силах. Определение сил, действующих на звенья в кинематических парах, производят с помощью условий равновесия (статики), используя метод Даламбера (искусственно силу инерции прикладывают к ускоряемому звену). Силовой расчёт, в котором используются силы инерции и условия динамического равновесия, называется кинетостатическим расчётом (анализом). Знание сил в кинематических парах необходимо для выполнения расчётов звеньев на прочность и жёсткость, а самих пар - на износостойкость и в целях выбора типа и размеров подшипников. В качестве метода силового исследования в курсовом проекте предлагается использование графоаналитического метода (метод планов сил ).

План сил представляет собой замкнутый векторный силовой многоугольник, построенный в некотором масштабе для данного положения кинематической цепи. Следует помнить, что план сил характеризует мгновенное состояние механизма и не показывает законов изменения сил, в том числе и реакций в кинематических парах, при изменении положений звеньев. Построив планы сил для ряда последовательных положений механизма, можно построить силовые диаграммы для той или иной силы и проследить закон её изменения во времени.

Таблица 1

Значение кинематических параметров

Кинематический параметр	Раз-мер-ность	Номер положения кривошипа
1	2	3	4	5	6	7	8
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10
1. Угловая скорость кривошипа, 1	рад/с
2. Скорость точки А кри-вошипа,	м/с
3. Скорость ползуна,	м/с
4. Относительная скорость,	м/с
5. Скорость центра масс шатуна,	м/с
6. Угловая скорость шатуна 2 и её направление	рад/с
7. Ускорение точки А кривошипа	м/с2
8. Нормальное относительное ускорение точки В относительно точки А	м/с2
9 Тангенциальное относительное ускорение точки В	м/с2
10 Полное относительное ускорение т.В	м/с2
11 Ускорение ползуна,	м/с2
12 Угловое ускорение шатуна и его направление	рад/с2
13 Ускорение центра массы шатуна,	м/с2

Примечание. Направления угловой скорости шатуна и углового ускорения шатуна указываются дуговыми стрелками (по движению часовой стрелки или против него).

Чем больше число положений механизма рассмотрено, тем точнее будут силовые диаграммы. Например, при исследовании работы двигателей внутреннего сгорания часто рассматриваются 12 (или даже 24) положений.

В курсовом проекте из-за ограничения времени предлагается (см. задание) строить план сил только для одного положения.

При выполнении кинетостатического анализа принимаются два допущения:

1). Инерционные нагрузки на звенья определяются в предположении, что угловая скорость кривошипа

2). Трение в кинематических парах не учитывается.

Силовые воздействия, учитываемые в работе, будут внешними или внутренними. К внешним силам относятся силы, способствующие движению (например, сила давления продуктов сгорания горючей смеси на поршень), а также силы , препятствующие движению, т.е. силы сопротивления (например, силы давления газов на поршень компрессора, усилие резания в металлорежущих станках и др.). К внешним силам относятся также и силы тяжести, которые могут быть как движущими, так и силами сопротивления. К внутренним силам относятся реакции в кинематических парах, в том числе и силы трения (в курсовом проекте, как сказано выше, они не учитываются). Реакции, действующие на звено в его геометрическом элементе, будут для этого звена внешними силами.

Силы тяжести по величине и направлению постоянны, но так как положение центра масс звеньев в процессе движения последних изменятся, то это окажет влияние на распределение реактивных воздействий по кинематическим парам, в том числе и связывающим стойку со звеньями механизма.

Силы инерции, переменные по величине и направлению, достигают особенно существенных значений в высокоскоростных машинах и (или) при значительных массах звеньев. Эти силы создают переменные по величине и по направлению реакции движущихся звеньев на стойку. Эти реакции называют возмущающими силами. Полное устранение возмущающих сил было бы возможно, если бы удалось сделать центр масс движущихся звеньев неподвижным. Обычно по технологическим и конструктивным соображениям полное устранение возмущающих сил оказывается невозможным или нерациональным. Существенно снизить величины возмущающих сил можно либо за счёт установки дополнительных уравновешивающих масс (противовесов), либо за счёт конструктивных методов (например, за счёт выполнения машин с двумя или несколькими теоретически совершенно одинаковыми механизмами, силы инерции звеньев которых из-за особого относительного расположения механизмов взаимно уравновешиваются; наиболее ярким примером такого способа уравновешивания является оппозитный двухцилиндровый двигатель внутреннего сгорания).