3. Динамический анализ механизма

3.1 Определение сил, действующих на механизм

Вычерчиваем схему механизма во втором положении кривошипа в выбранном масштабе длин. К силам, действующим на механизм относятся: силы тяжести, силы инерции(моменты сил инерции) и сила сопротивления Р_рез=50Н.

1. Определяем массы звеньев:

(т.к. по условию массой кривошипа ОА пренебрегаем при силовом расчете)

2. Находим силы тяжести звеньев:

3. Определяем силы инерции:

4. Находим осевые моменты инерции:

5. Определяем моменты инерции звеньев:

3.2. Определение реакций в кинематических парах и уравновешивающей силы методом кинетостатики

1) Проводим силовой расчет группы Ассура, состоящей из звеньев 2 и 3. Вычерчиваем группу Ассура отдельно от механизма (см. прил. Б). Действие звеньев 0 (стойка) и 1 (кривошипа) заменяем реакциями, в соответствующие точки группы Ассура прикладываем все известные силы, в том числе силы инерции. Силы инерции направляются в противоположную сторону ускорениям центров масс звеньев. Моменты инерции направляются в противоположную сторону угловым ускорениям звеньев.

При кинетостатическом анализе группы Ассура имеем три неизвестные реакции – . Для определения тангенциальной составляющей этих реакций запишем уравнение равновесия звена 2 в форме суммы моментов всех сил относительно внутренней кинематической пары (точки B):

Реакции определим путем построения силового многоугольника, решая графически векторное уравнение, составленное для группы Ассура, состоящей из звеньев 2 и 3

Выбираем масштабный коэффициент плана сил, изображая силу инерции отрезком [2-3], равным 50 мм

С помощью этого коэффициента определяем длины векторов остальных известных сил:

Неизвестные реакции находим графически, путем построения замкнутого многоугольника сил

2) Выполняем расчет начального механизма, состоящего из стойки 0 и кривошипа 1.

Вычерчиваем в выбранном масштабе длин начальный механизм на свободном поле чертежа (см. прил. Б). К кривошипу 1 прикладываем силу тяжести и уравновешивающий момент М_ур, направленный в сторону вращения. Действие стойки 0 и шатуна 2 заменяем реакциями R₀₁ и R₂₁ соответственно.

Составляем уравнение моментов всех сил относительно оси вращения кривошипа и находим значение уравновешивающего момента:

Определяем величину уравновешивающей силы

Реакцию R₀₁ определим построением силового многоугольника, решая графически векторное уравнение, составленное для группы начального звена

Выбираем масштабный коэффициент плана сил, изображая силу отрезком [1-2], равным 30 мм:

С помощью этого коэффициента определяем длины векторов остальных известных сил:

Неизвестную реакцию R₀₁ находим графически, путем построения замкнутого треугольника сил

3.3. Определение уравновешивающей силы методом Жуковского

Выбираем масштабный коэффициент «рычага Жуковского»:

Для второго положения кривошипа строим план скоростей, повернутый на 90 градусов против часовой стрелки. В соответствующие точки этого плана прикладываем силы, действующие на механизм, в том числе и F_уравн.. При этом момент инерции М_ин.2 представляем в виде пары сил приложенных в точках а и b и равных

Составляем уравнение моментов всех сил относительно полюса рычага Жуковского, беря плечи всех сил из чертежа, и определяем уравновешивающую силу: