Силовой расчет механизма (лист 3)

В левой верхней части листа 3 начертить кинематическую схему механизма в положении, заданном для силового исследования.

В крупном масштабе построить план ускорений для данного положения механизма. Методом подобия определить ускорения центров масс S. На звеньях механизма показать направление угловых ускорений .

Определить величину и направление всех сил и моментов действующих на механизм в заданном положении - силы веса G, силы инерции F_и. моменты пар cил инерции M_и.

Вычертить структурные группы Ассура, на которые был разбит механизм при его структурном анализе. Показать и обозначить все силы и моменты, действующие на группу, в том числе и реакции в кинематических парах. Реакции во вращательных кинематических парах разложить на нормальные и касательные. Направление их выбрать произвольно.

Методом кинетостатики произвести силовой расчет каждой структурной группы. Сначала определить величины касательных составляющих реакций F^t при помощи уравнения моментов сил для отдельных звеньев группы относительно среднего шарнира.

Если направление F^t в результате расчета получилось с отрицательным знаком, это будет означать то, что направление выбрано не правильно. Изменить направление на правильное.

После этого составить векторное уравнение равновесия всех сил, действующих на рассматриваемую группу, соблюдая определенный порядок; сначала нормальная составляющая неизвестной реакции, затем рассчитывается касательная составляющая, далее силы действующие на это звено, затем силы действующие на другое звено, затем рассчитывается касательная составляющая и последняя нормальная составляющая. По векторному, уравнению построить в выбранном масштабе план сил (замкнутый силовой многоугольник), из которого графически найти нормальные составляющие Fⁿ и полные реакции в кинематических парах.

Произвести силовой расчет начального (ведущего) звена. Определить уравновешивающую силу, считая её приложенной к концу кривошипа перпендикулярно к нему. Найти реакцию в кинематической паре ведущее «звено-стойка» F₀₁.

Определить уравновешивающую силу с помощью «рычага Жуковского». Для этого построить в крупном масштабе повернутый на 90° план скоростей механизма и приложить все силы, в том числе и уравновешивающую, в соответствующие точки (см. рис. 4). Предварительно инерционные моменты M_и2, M_и3… представить на схеме механизма в виде пар сил того же направления действия приложенных к концевым точкам соответствующего звена. Величина пары сил определяется делением инерционного момента на действительную длину звена, играющую роль плеча пары, например:

(17)

Рисунок 4 Схема разложения моментов инерции на пары сил.

Схемы разложения моментов инерции на пары сил представить для каждого звена.

На «рычаге Жуковского» нанести обозначения расстояния всех сил относительно полюса плана (по правилам нанесения размеров ГОСТ ).

Составить уравнение моментов всех сил относительно полюса плана скоростей.

Подсчитать уравновешенную силу.

Сравнить результат по величине и направлению с уравновешивающей силой, определенной методом кинетостатики. Определить процент ошибки.