2.5 Расчет структурной группы 2-3.

Выделив структурную группу 2-3 (рис.2.5), наносим на нее G₂, G₃, F_и3,F_и2, М_и2, М_и3, ε₂, ε₃, а также приложенную к точке В реакцию R₂₄ – реакцию действия шатуна 3 на звено 4. Данная реакция по величине равна R₄₂, но направлена в противоположную сторону. Необходимо определить R₁₂ – реакцию действия звена 1 на звено 2 и R₀₃ – реакцию действия опоры 0 на звено 3.

Раскладываем каждую из этих реакций на 2 составляющие – нормальную и тангенциальную:

;

Нормальные составляющие направлены параллельно звеньям 2 и 3 соответственно, а тангенциальные – перпендикулярно им.

Определяем тангенциальные составляющие и . Знак направления этих составляющих выбираем произвольно.

Для определения составляем сумму моментов всех сил, приложенных только к звену 2 относительно точки В ΣМ_В(F_i)=0.

Рис.2.5 Структурная группа 2-3

Положительное направление сил и реакций выбираем против хода часовой стрелки.

где - плечо соответствующей силы в мм на плане механизма;

_l - масштаб построения кинематической схемы механизма.

Перед значением силы стоит минус значит она направлена в противоположную сторону.

Для определения составляем сумму моментов всех сил, приложенных только к звену 3 относительно точки В ΣМ_В(F_i)=0.

Положительное направление сил и реакций выбираем против хода часовой стрелки.

где - плечо соответствующей силы в мм на плане механизма;

_l - масштаб построения кинематической схемы механизма.

Определение нормальных составляющих выполняется на основании графического решения векторного уравнения суммы сил, действующих на всю группу в целом. Располагаем неизвестные составляющие и по краям уравнения:

План сил (рис.2.6) строим таким же способом в масштабе µ_Р=8,5 Чертежные значения сил и реакций, входящих в данное векторное уравнение, находим таким же способом, как и для структурной группы 4-5:

Рис.2.6 План сил структурной группы 2-3

где – истинное значение данной реакции;

- масштаб плана сил.

Из конца вектора проводим перпендикуляр к нему, из начала вектора также проводим перпендикуляр к данному вектору. На пересечении двух перпендикуляров находится точка Р – полюс плана скоростей. В точке Р находится конец вектора . На перпендикуляре к вектору находится вектор , конец которого находится в начале вектора . Соединив конец вектора с точкой Р, получим вектор реакции , начало вектора с точкой Р – вектор реакции .

Истинные значения нормальных составляющих реакций и определяем по формулам:

где - отрезки в мм на плане сил;

- масштаб плана сил.

Истинные значения реакций R₁₂ и R₀₃ определяем по формулам:

где - отрезки в мм на плане сил;

- масштаб плана сил.

6. Расчет ведущего звена.

При исследовании механизмов двигателей кривошип условно принимают за начальное звено, и реакция в начальном вращательном механизме зависит от способа передачи энергии кривошипом рабочему звену.(Рис.2.7)

Составим сумму моментов всех сил, действующих на ведущее звено.

где, R₂₁ – реакция действия звена 2 на звено 1.

- плечо соответствующей реакции.

М_у – уравновешивающий момент.

Выразим из уравнения М_у и подставим соответствующие значения.

Составим сумму всех сил действующих на ведущее звено и найдем R₂₁

2.7 Построение рычага Жуковского для нахождения уравновешивающей силы.

В произвольном масштабе строим повернутый на 90 план скоростей для десятого положения механизма. На этот план как на жесткий рычаг (рычаг Жуковского) наносим все G_i, P_пс, F_иi, а М_иi - заменяем парой сил. (Рис.2.8)

Момент сил инерции М_и2 заменяем парой сил , .

= ,Н,

где l_АВ – истинная длина звена АВ в м.

= Н.

Данная пара сил приложена к точкам А и В звена АВ в направлении действия М_и2.

Момент сил инерции М_и3 заменяем парой сил , .

= ,Н,

где l_ВО3 – истинная длина звена ВО₃ в м.

= Н.

Данная пара сил приложена к точкам В и О₃ звена ВО₃ в направлении действия М_и3.

Момент сил инерции М_и4 заменяем парой сил , .

= ,Н,

где l_CВ – истинная длина звена CВ в м.

= Н.

Данная пара сил приложена к точкам C и В звена CВ в направлении действия М_и4.

Для того, чтобы рычаг Жуковского находился в равновесии, необходимо приложить уравновешивающую силу перпендикулярно звену ОА или отрезку

Рис.2.8 Рычаг Жуковского

Р_а на рычаге в точке а. Составим сумму моментов всех сил, приложенных к рычагу Жуковского относительно полюса Р, ΣМ_Р(F_i)=0

Положительное направление сил выбираем против хода часовой стрелки.

Находим из последнего уравнения :

Для определения уравновешивающего момента используем формулу:

где - уравновешивающая сила;

l_ОА – истинная длина звена ОА в м.