1.6 Силовой расчет механизма.

1.6.1 Определение параметров и построение расчётной схемы.

Силовой расчет проводится для 1-го положения механизма, для этого:

изображаем звено 2 из плана положений, прикладываем в соответствующие точки соответствующие силы.

G₂ – сила тяжести 2-го звена.

P_и2 – сила инерции второго звена, направлена против ускорения цен­тра тяжести 2-го звена по принципу Даламбера.

К точке C=S₃ приложены силы:

G₃ – сила тяжести 3-го звена.

P_и3 – сила инерции 3-го звена, направлена против ускорения цен­тра тяжести 3-го звена по принципу Даламбера.

P_п.с. – сила полезного сопротивления.

R₄₃ – реакция 4-го звена на 3-е.

R₁₂ – приложена к т. В, раскладывается на две составляющие неиз­вестной реакции опоры: и .

Найдем массы звеньев 2 и 3.

Силы инерции звеньев 2 и 3.

Чтобы рассчитать силу и момент M_u2 можно воспользоваться принципом Даламбера: «Если остановить движущуюся систему звеньев в определенный момент времени и приложить все действую­щие силы, то такую систему можно решать в статике».

Рассчитаем угловое ускорение.

Геометрический момент инерции:

I₂=0,1m₂×l_BC²=0,1×6,12× (0,9)²=0,50 кг×м²

Момент инерции:

M_u2=₂×I₂=607,14×0,5=301,09 Н×с

Определим величину тангенциальной составляющей неизвестной ре­акции опоры , для этого запишем уравнения моментов всех сил, действующих на звенья относительно центра вращательной опоры С:

1.6.2 Построение плана сил.

Выберем масштабный коэффициент плана сил:

План сил строится из векторного уравнения:

Строим силы в соответствии с векторным уравнением. Из полюса плана сил проводим отрезок R^₁₂ в масштабе _F. Строим остальные известные силы (G₂, G₃, P_И2, P_пс, P_И3, R₄₃), присоединяя вектор каждой из них к концу вектора предыдущей силы. Для определения силы Rⁿ₁₂ прово­дим отрезок , который продолжаем до пересечения с вектором силы R₄₃. Далее строим ре­зультирующую силу R₁₂, начало которой в точке пересечения сил R₄₃ и Rⁿ₁₂, а конец попадает в начало вектора G.

R₁₂= 231мм30Н/мм= 6930 Н.

1.6.3 Силовой расчет 1-го звена (кривошипа).

Силовой расчет кривошипа сводится к нахождению силы, уравновешивающей действия всех сил, приложенных к механизму (P_y). Для этого чертим звено 1 в заданном положении из плана положений механизма, в т. В сносим параллельно из плана сил вектор R₁₂, на­правленный в противоположную сторону, к этой же точке приклады­ваем силу P_y, величину которой определим из уравнения:

P_yl_AB=R₂₁ h_R21, где R₂₁=l_R12_F

1.6.4 Определение уравновешивающей силы Py методом рычага Жуковского.

Для расчётного положения строим план, развернутый на 90⁰ в сторону вращения кривошипа. Все действующие силы (кроме R₄₃, Rⁿ₁₂, R^₁₂) приложим в соответствующие точки плана скоростей. В т. B прикладываем силу Py, перпендикулярно отрезку p_VB.

Рассматривая данный план скоростей как жесткую систему, запишем уравнения моментов всех сил относительно P_y:

Так как P_y10%, то силовой расчёт механизма закончен.

2. Синтез кулачкового механизма (лист №2).

2.1 Данные для проектирования.

1. Диаграмма изменения аналога ускорения (диаграмма ускорения);

2. Ход толкателя H=0,05 м:

3. Угловая скорость кулачка ₁=4 c^-1;

4. Максимально допустимый угол давления _max=30°;

5. Эксцентриситет е=0,01 м.

2.2 Построение кинематических диаграмм методом графического интегрирования.

2.2.1 Построение диаграммы изменения аналога ускорения.

Строим диаграмму изменения аналога ускорения (диаграмму ускорения) в зависимости от угла поворота кулачка (в зависимости от времени). По оси (t) откладываем отрезок длиной l_t=180 мм, представляющий собой угол поворота кулачка, равный 2. Масштаб углов поворота будет равен:

.

Если же на оси откладывать не углы поворота , а соответствующие им значения времени, то масштаб времени будет равен:

с/мм.

Отрезок l_t делим на 12 частей и строим диаграмму аналога ускорений (ускорений).