4.2 Силовое исследование диады (звенья 2, 3)

Для определения усилий действующих на звенья диады №2 составим схему сил, представленную на рисунке 8.

Рисунок 8 – Схема сил действующих на диаду №2 (звенья 2, 3)

К звеньям диады прикладываем силы тяжести, реакции отброшенных связей, силы инерции звеньев и согласно принципу Даламбера записываем векторное уравнение равновесия:

, (4.5)

где - сила тяжести противовеса, Н;

- реакция со стороны отброшенного звена 4, ;

- сила инерции центра масс звена 3;

- реакция со стороны отброшенного звена 1;

- реакция со стороны отброшенного звена 6.

Сила инерции центра масс звена 3 направлена противоположно ускорению точки F ( ) и определяется по формуле:

. (4.6)

=9435, Н.

Анализируя векторное уравнение (4.5) видим, что первые три слагаемых известны и по направлению и по величине, реакция известна только по направлению ( ), а реакция не известна ни по направлению, ни по величине. Таким образом, в векторном уравнении (4.5) три неизвестных величины и графически такое уравнение не решается. Поэтому составляем дополнительное уравнение равновесия статики для определения величины реакции , сумму моментов всех сил относительно точки С.

, (4.7)

откуда находим :

=35429, Н.

Так как реакция получилась со знаком «плюс», то направлена она также как изображена на схеме сил (см. рис.8).

После этого в уравнении (4.5) остается только две неизвестных и такое векторное уравнение можно решить графически.

.

Определим масштаб плана сил диады из следующего выражения:

, (4.8)

где =37,48 мм - отрезок на плане сил, изображающий .

.

Остальные известные усилия переводим в соответствующие отрезки на плане сил. План сил диады (звенья 2 и 3) в выбранном масштабе приведен на листе 2 графической части курсового проекта. В результате получены длины отрезков изображающих неизвестные реакции в кинематических парах диады. Измерив получившиеся отрезки и умножив их на масштаб построения, получаем величины реакций в кинематических парах:

= 44148,145 Н;

= 39353 Н;

= 20010, Н.

Полная реакция в точке С определяется из векторного уравнения:

. (4.9)

Реакции в кинематической паре В равны между собой по абсолютной величине и равны модулю реакции .

. (4.10)

4.3 Силовое исследование гнз (звенья 1, 6)

Для определения усилий действующих на звенья группы начальных звеньев составим схему сил, представленную на рисунке 9.

Рисунок 9 – Схема сил действующих на ГНЗ (звенья 1, 6)

К звеньям ГНЗ прикладываем, реакции отброшенных связей, силы инерции звеньев и согласно принципу Даламбера записываем векторное уравнение равновесия сил действующих на кривошип:

, (4.11)

где - реакция со стороны отброшенного звена 2, ;

- реакция со стороны отброшенного звена 6.

Анализируя векторное уравнение (4.11) видим, что реакция известна и по направлению и по величине ( ), а реакция не известна ни по направлению, ни по величине. Таким образом, в векторном уравнении (4.11) две неизвестных величины и такое уравнение решается графически.

Определим масштаб плана сил ГНЗ из следующего выражения:

, (4.12)

где =53,117мм - отрезок на плане сил, изображающий .

.

План сил ГНЗ (звенья 1 и 6) в выбранном масштабе приведен на листе 2 графической части курсового проекта. В результате получены длины отрезков изображающих неизвестные реакции в кинематических парах диады. Измерив получившиеся отрезки и умножив их на масштаб построения, получаем величины реакций в кинематических парах:

= 35429, Н;

= 35429 Н.

При силовом исследовании группы начальных звеньев необходимо рассчитать уравновешивающий момент, действующий противоположно движению кривошипа. Данный момент определим из уравнения равновесия статики:

- сумма моментов сил относительно точки О, действующих на звенья 1 и 6.

, (4.13)

откуда уравновешивающий момент .

Нм.

Рассчитываем необходимую мощность на ведущем валу рычажного механизма для заданного положения ведущего звена 1 (кривошипа ОА) по формуле:

. (4.14)

=108,755, кВт.

Результаты силового исследования рычажного механизма приведены в сводной таблице 6.

Т а б л и ц а 6 – Результаты силового исследования рычажного механизма

Параметр
Значение, Н	10000	20000	10005	0	20010	20010	20010

Продолжение табл.6

35429	25000	20010	9435	35429	44148,145	39353	20010

Продолжение табл.6

Параметр	, Н	, Н	, Н	, Нм	, кВт
Значение	35429	35429	35429	43294,238	108,755