3. Силовое исследование рычажного механизма
3.1. Задачи и порядок силового исследования
Задачи силового исследования рычажного механизма:
а) определение сил инерции и моментов сил инерции звеньев механизмов;
б) определение усилий в кинематических парах;
в) нахождение уравновешивающего момента на ведущем звене с использованием силового расчета звеньев и с помощью рычага Жуковского.
Порядок выполнения силового исследования механизма
1. Вычертить в масштабе схему механизма в одном из его положений.
2. Построить планы скоростей и ускорений механизма для выбранного положения.
3. Используя план ускорений, найти ускорения центров масс звеньев механизма и угловые ускорения звеньев.
4. Показать пунктирными линиями направления ускорений центров масс и угловых ускорений звеньев на схеме механизма.
5. Определить величины сил инерции и моментов сил инерции звеньев механизма для заданного положения механизма.
6. Показать на схеме механизма сплошными линиями направления сил инерции и моментов сил инерции звеньев.
7. Приложив ко всем звеньям механизма силы инерции и моменты сил инерции, т. е. мысленно остановив механизм в заданном положении, рассмотреть его равновесие в этом положении.
8. Начиная с ведомого звена, расчленить механизм на отдельные звенья или группы звеньев, составить уравнения равновесия для этих звеньев или групп, найти реакции на рассматриваемые звенья или группы звеньев со стороны отброшенных связей (т. е. найти усилия в кинематических парах механизма), а также уравновешивающий момент на ведущем звене.
9. Используя метод рычага Жуковского, определить уравновешивающий момент на ведущем звене механизма.
10.Сравнить значения уравновешивающего момента, найденного в результате силового расчета звеньев и с помощью рычага Жуковского.
Кратко рассмотрим основные теоретические положения, используемые при силовом исследовании рычажного механизма.
3.2. Определение сил инерции и моментов сил инерции звеньев механизма
Из
курса «Теоретическая механика» известно,
что силой
инерции точки
называется вектор
(рис. 3.1), приложенный к этой точке,
направленный в сторону, противоположную
вектору ускорения точки, и равный по
величине произведению массы точки на
вектор ее ускорение:
.
(3.1)
Величина силы инерции точки
.
(3.2)
Силы инерции тел-звеньев находят геометрическим сложением сил инерции точек, составляющих данное тело-звено. При этом для различных видов движений тел получают различные формулы, представляющие собой результат сложения сил инерции точек, составляющих данное звено. |
Рис. 3.1 |
3.2.1. Поступательное движение тела
При
поступательном движении тела силы
инерции всех его точек приводятся к
одной равнодействующей
,
приложенной к центру масс тела,
направленной в сторону, противоположную
ускорению тела, и равной по величине
произведению массы тела m
на его ускорение a:
.
(3.3)
Вектор равнодействующей силы инерции (рис. 3.2)
.
(3.4)
Рис. 3.2