Для звена 4, совершающего плоско-параллельное движение, момент инерции определяем по формуле:

где m₄ – масса звена ВС;

- длина звена ВС в м.

Для звеньев 2, 3 и 4 в формулу для нахождения момента сил инерции подставляем найденные значения угловых ускорений и моментов инерции. Получаем соответственно:

Для определения направления моментов сил инерции М_иi необходимо определить направления угловых ускорений ε_i каждого звена (кроме ведущего) и направить М_иi в противоположную сторону направления ε_i. Направления угловых ускорений ε₂, ε₃, ε₄ совпадают с направлениями векторов , , соответственно. Направления моментов сил инерции М_и2, М_и3, М_и4 противоположно направлениям

ε₂, ε₃, ε₄.

Определяем силы полезного сопротивления Р_пс.

Силы полезного сопротивления определяем только для рабочих положений 6 - 11. Для 12,0-5 положений Р_пс=0.

Сила полезного сопротивления для рабочих положений будет постоянна Р_пс.=1700 Н

2.4 Расчет структурной группы 4-5.

Самая удаленная от ведущего звена структурная группа – 4-5. Выделив данную структурную группу, наносим на нее F_и5, G₅, G₄, Р_пс, F_и4, М_и4, ε₄. Отброшенные связи необходимо заменить их реакциями и определить эти реакции: (Рис.2.3)

R₀₅ – реакция действия опоры 0 на звено 5. Направлена всегда перпендикулярно линии, по которой перемещается ползун. Знак направления выбираем произвольно.

R₂₄ – реакция действия звена 2 на шатун 4.

Для определения R₀₅ составляем сумму моментов всех сил, приложенных к структурной группе 4-5 относительно точки С, ΣМ_С(F_i)=0.

Положительное направление сил выбираем против хода часовой стрелки.

Рис.2.2 План ускорений

где , , , , , - плечи соответствующих сил в мм на плане механизма;

_l - масштаб построения кинематической схемы механизма.

Подставляя в полученное уравнение численные значения всех сил и плеч этих сил, найдем R₀₅:

т. к. R₀₅ получилась со знаком «+», то ее направление выбрано правильно.

Рис.2.3 Структурная группа 4-5.

Для того, чтобы структурная группа 4-5 находилась в равновесии, необходимо, чтобы векторная сумма всех сил, приложенных к ней, была равна 0, т.е.:

.

Последнее уравнение решается графическим методом путем построения план сил (рис. 2.4) в масштабе:

где Р_пс – истинное значение силы полезного сопротивления в Н;

- отрезок в мм, характеризующий на плане сил истинное значение силы полезного сопротивления. Выбирается произвольно. Примем =200 мм, тогда

Определяем чертежные значения остальных сил и реакций.

мм,

где F_и5 – истинное значение данной силы;

- масштаб плана сил.

Подставляя в последнюю формулу истинные значения оставшихся сил, определим их чертежные значения:

Для построения плана сил от полюса Р откладываем вектор параллельно истинному направлению этой реакции, из конца этого вектора откладываем вектор параллельно направлению этой силы инерции. Аналогично продолжаем построение остальных векторов в последовательности, соответствующей векторному уравнению данной структурной группы. Соединив конец вектора с полюсом Р, получим вектор .

Для определения истинного значения реакции R₂₄ используем формулу:

где - отрезок в мм на плане сил;

- масштаб плана сил.

Рис.2.4 План сил для структурной группы 4-5