16. Цель силового расчета. Последовательность силового расчета. Условия статической определимости кинематических цепей

 Целью силового расчета является определение реакции в кинематических парах, возникающих при движении механизма. Они необходимы для последующего расчета звеньев на прочность, жесткость, износостойкость, подбора подшипников и проведения других подобных расчетов.

При решении задачи силового расчета используется кинетостатичес­кий принцип (принцип Даламбера), согласно которому движущийся объект может рассматриваться как находящийся в равновесии, если ко всем внешним силам, действующим на него, добавить силы инерции.

Последовательность силового расчета механизмов. силовой расчет механизма нужно проводить за структурными группами Ассура, начиная с группы, которая присоединена последней в процессе образования механизма, и завершать расчетом механизма И класса. Таким образом, последовательность силового расчета является обратной к последовательности кинематического исследования.

Необходимо помнить, что кинематические цепи, имеющие степень подвижности w=0, в силовом отношении являются статически определенными. Условие статической определимости плоских кинематических цепей записывается в виде:

где n - число подвижных звеньев;

– число кинематических пар 5 и 4 классов;

3 – число уравнений статики, которое можно составить для каждого подвижного звена в плоскости.

17. задача динамического расчета. Режимы движения механизмов. Механический коэффициент полезного действия.Основной целью динамического расчета является определение сил и моментов, действующий в механизме и установление закономерностей их изменения за рабочий цикл.В зав-сти от того какую работу сов-ют внешние силы машины различают три режима движ.: разгон (разбег, пуск), торможение (выбег, останов) и установившееся движение.Для идеальной механич. сис-мы, в которой нет потерь энергии и звенья абсолютно жесткие при получении уравнений движ. механизма можно воспользоваться теоремой об изменении кин. энергии: разность энергии за какой либо промежуток времени равна работе сил за тот же промежуток времени.

где А_д.с. – работа движущих сил; А_п.с. – работа сил производственных сопротивлений; А_в.с. – работа сил вредных сопротивлений (трения и внешней среды); А_G – работа сил веса.

Для режима разгона: ω_i0 = 0, А_п.с. = 0

Для режима выбега: ω_i = 0, А_д.с. = 0, А_п.с. = 0

Механическим коэффициентом полезного действия (КПД) называется отношение работы сил полезного сопротивления к работе движущих сил:

где ψ – коэффициент потерь, который показывает, какая часть работы движущих сил расходуется на преодоление непроизводственных сопротивлений.

Поскольку ни в одном механизме ψ не может быть равным нулю, то КПД всегда меньше единицы: Чем выше КПД, тем совершеннее машина в энергетическом отношении, тем большая часть энергии затрачивается на выполнение полезной работы.

18. Понятие эквивалентной динамической модели. КПД последовательно соединенных механизмовЗвено, на которое переносятся массы и силы, называется звеном приведения. Чаще всего в качестве звена приведения принимают начальное звено, для которого задан закон движения.Для того чтобы движение реального механизма было эквивалентно движению приведённого механизма, необходимо выполнение двух условий :– кинетическая энергия звена приведения (A_П) должна быть равна сумме кинетических энергий всех звеньев механизма:

– работа приведённой силы (A_П) должна быть равна сумме работ внешних сил, приложенных к звеньям механизма:

Часто для выполнения необходимой работы в машине применяется несколько разных механизмов, соединенных между собой.

Последовательное соединение 

В этом случае движение (и мощность) передается последовательно от одного механизма к другому. Полезной работой для предыдущего механизма является приведение в движение следующего. То есть полезная работа на выходе предыдущего механизма является одновременно движущей для последующего. Полезной работой всей системы является работа на выходе из последнего механизма системы:     

Таким образом, общий коэффициент полезного действия системы последовательно соединенных механизмов равен произведению коэффициентов полезного действия этих механизмов:

Так как КПД любого механизма меньше единицы, то КПД системы последовательно соединенных механизмов оказывается всегда ниже худшего из механизмов этой системы. Поэтому, если применяется система последовательных механизмов (или отдельных элементов), то не следует включать в эту систему механизмы с низкими КПД.

Если последовательно соединяется "n" одинаковых механизмов:

то         

где  η_P – КПД любого промежуточного механизма.