2. Силовой анализ механизма.

2.1 Определение сил тяжести и сил инерции звеньев.

При силовом анализе механизмов предполагаем, что давление в кинематических парах распределяется равномерно по прилегающим поверхностям , и расчет ведем без учета сил трения.

Направление равнодействующей давлений в кинематической паре принимаются, по общей нормали с соприкасающимися поверхностями. Следовательно, результирующая давлений на цилиндрической поверхности вращающей пары проходит через центр шарнира. Величина, направлений этой реакции неизвестны, так как они зависят от величины и направления заданных сил, действующих на звенья кинематической пары. В поступательной паре результирующая реакция направлена перпендикулярно к направляющим, но величина и точка ее приложения неизвестны. Таким образом, низшие кинематические пары имеют по два неизвестных параметра. В высшей паре реакция приложена в точке соприкосновения профилей звеньев и направлена по общей нормали к ним, то есть для высшей кинематической пары неизвестным является только один параметр-величина реакции.

Силы тяжести каждого из звеньев, входят в состав механизма определяем по формуле:

где- -масса звена, кг;

g-ускорение свободного падения.

Силы инерции для всех звеньев механизма:

где- -масса звена в кг;

-вектор, изображающий ускорение соответствующего центра масс, мм;

=0,5 -масштаб плана ускорений.

Знак минус в формуле для определения силы инерции указывает на то, что вектор силы инерции звена направлен в противоположную сторону ускорению центра масс соответствующего звена.

Полученные значения сводят в таблицу

Таблица 2.1-Силовые параметры механизма

Наименование звеньев	1(ОА)	2(АВ)	3( B)
Масса , кг	2.8	12	6
Вес звеньев , Н	28	120	60
Величина вектора ускорения , мм	40	40	40
Величина силы инерции , Н	56	240	120

2.2 Силовой анализ группы Ассура 2-3.

Вычерчиваем отдельно эту группу в масштабе. Связи этой группы с ведущим звеном и стойкой заменяем реакцией . Обе эти реакции действуют во вращательных шарнирах и неизвестны по направлениям, поэтому разложим их на составляющие: на силы , направленные вдоль, и силы , направленные перпендикулярно соответствующим звеньям АВ и B. Направление этих сил выбираем произвольно.

Прикладываем к группе все внешние силы: в соответствующих центрах масс .

Сила инерции P_n3 колебательно движущегося звена BO₁ направлена противоположно ускорению πs_3и приложена в точке качания К₃, приложение которой определяется по формуле:

Шатун АВ совершает сложное движение. При сложном движении звена равнодействующая сила инерции должна быть приложена в обобщенном полюсе инерции . Для определения точки движение звена будем рассматривать как поступательное вместе с точкой В и вращательное вокруг точки В.

В поступательном движении звена составляющая силы инерции , приложена в центре масс и направлена параллельно отрезку , противоположно ускорению точки В. Во вращательном движении вокруг точки В составляющая сила , приложена к точки и направлена параллельно , противоположно ускорению центра масс относительно точки В.

Положение центра качания находится по формуле:

Перейдем к определению реакций в кинематических парах. Касательную составляющую определим из уравнения моментов относительно точки А

Аналогично для

В этих уравнениях плечи сил , АВ, h_1, h_2, h₃ берут непосредственно из чертежа в миллиметрах.

В случае, если результат получится отрицательным, то направление сил следует поменять на противоположное.

Нормальные составляющие и определим, решая графически векторное уравнение равновесия сил, приложенных к структурной группе 2-3

При составление этого уравнения необходимо руководствоваться следующими правилами: 1) Неизвестные силы следует написать в начале и в конце уравнения.

2)Нормальную и касательную составляющие одной реакции записывают рядом.

3) Вначале записываю все силы, приложенные к одному из звеньев, а затем, переходят к силам, приложенным к другому звену.

Уравнения равновесия будет иметь вид:

Звено 2.

Для построения плана сил выбирает масштаб

Строим замкнутый многоугольник сил согласно векторному уравнению. Проводим линию действия силы параллельно звену АВ. Из произвольной точки этой линии откладываем в масштабе силу и все остальные силы согласно векторному уравнению. Из конца вектора опускаем перпендикуляр на линию АВ. Полученный перпендикуляр будет являться силой . Затем замыкаем многоугольник вектором . Как видно из чертежа, реакция