4.4. Силовий розрахунок початкової ланки

Розглянемо механізм І класу (рис. 4.4, а). Вважаємо, що кривошип зрівноважений, тобто його центр мас S₁ знаходиться в точці О . У цій точці прикладена сила тяжіння G₁ кривошипа. Оскільки прискорення точки О дорівнює нулю, то сила інерції

кривошипа дорівнює нулю.

а б

Рис. 4.4

Прикладаємо реакцію на кривошип 1 з боку шатуна 2. Вона рівна за величиною і напрямлена протилежно . З боку

решти машинного агрегату, яку ми не розглядаємо, на кривошип діє зрівноважуючий момент М_З .

Складаючи рівняння моментів сил відносно точки О :

,

знаходимо М_З .

Реакцію в кінематичній парі знаходимо відповідно до векторного рівняння рівноваги кривошипа

з плану сил (рис. 4.4, б).

Після знаходження відрізків на планах, які зображають шукані реакції, знаходимо їх величини F₅₀ , F₄₃ , F₄₅ , F₃₀ , F₂₃ , F₂₁ : і т.д.

4.5. Метод м.Є.Жуковського

У випадку, коли потрібно визначити тільки зрівноважуючий момент без реакцій в кінематичних парах, використовують метод жорсткого важеля М.Є.Жуковського. Він ґрунтується на використанні загального рівняння динаміки.

Метод розглянемо на прикладі кривошипно-повзунного механізму (рис. 4.5, а). До інших механізмів метод застосовується аналогічно.

а

б

Рис. 4.5

Прикладемо до механізму силу корисного опору , сили тяжіння, інерції та моменти сил інерції ланок.

Момент сил інерції М_І2 шатуна замінимо еквівалентною парою, величина сил якої , де l_AB , м , - довжина шатуна 2.

Прикладаємо умовну зрівноважуючу силу у точці А перпендикулярно OA .

План швидкостей повертаємо на 90° за чи проти стрілки годинника і зображаємо в збільшеному масштабі (рис. 4.5, б). Його умовно вважаємо жорстким важелем, який називають важелем М.Є.Жуковського.

Переносимо паралельно активні сили і сили інерції без реакцій в'язів у відповідні точки важеля. Останні є однойменними з точками кінематичної схеми.

Складаємо рівняння моментів сил відносно полюса р :

,

де h₁ , h₂ , h₃ , pa , pb , мм , - відрізки на важелі.

Знаходимо умовну зрівноважуючу силу F .

Зрівноважуючий момент, знайдений з важеля Жуковського

,

де l_OA , м , - довжина кривошипа.

Відносна похибка графо-аналітичного визначення зрівноважуючого моменту з планів сил і важеля Жуковського

не повинна перевищувати 5%.

Питання та завдання для самоконтролю

1. У якій послідовності проводиться силовий розрахунок кривошипа?

2. Для кривошипно-коромислового механізму схематично, без розрахунків, знайти зрівноважуючий момент методом Жуковського.

Розділ 5. Тертя

Поверхні тіл є шорсткими з великою кількістю нерівностей. Сила тертя - це опір відносного переміщення двох стичних тіл. Процес тертя вивчений недостатньо. Тертя являє собою складний комплекс явищ, з яких в залежності від умов ті чи інші переважають.

5.1. Види тертя

Основні види тертя - сухе та рідинне. Тертя називається сухим, якщо виступаючи поверхні тіл дотикаються між собою, і рідинним, якщо вони розділені проміжним шаром мастила, тобто безпосередньо не дотикаються.

Розрізняють напівсухе та напіврідинне тертя. Для них виступаючі поверхні не повністю поділяються шаром мастила. Різниця між ними полягає головним чином у тому, який з основних видів тертя переважає.

У фрикційних, пасових та інших передачах спостерігається сухе тертя; в змащених підшипниках ковзання, підп'ятниках і т.д. - рідинне, яке іноді переходить в напівсухе чи навіть сухе (під пуску машини).

По видам відносного руху стичних тіл розрізняють тертя ковзання і кочення (опір перекочуванню).