2.5 Силовой анализ механизма

2.5.1 Исходные данные для анализа

• Силы тяжести (веса звеньев)

• Силы инерции

• Моменты пар сил инерции

2.5.2 Силовой анализ группы звеньев 4-5

1. Внешние силы, действующие на звенья 4-5 структурной группы:

• Силы тяжести:

• Силы инерции:

• Момент пар сил инерции:

• Сила полезного сопротивления

2. В масштабе вычерчиваем структурную группу 4-5 в заданном положении и расставляем силы, действующие на звенья группы:

• сила полезного сопротивления всегда направлена вдоль направляющей, противоположно скорости;

• сила инерции направлена параллельно вектору , но в противоположную сторону;

• сила инерции направлена параллельно вектору , но в противоположную сторону;

  

• момент пар сил инерции направлен противоположно угловому ускорению ;

• сила направлена перпендикулярно направляющей;

• в кинематической паре приложены реакции отброшенных звеньев и .

3. Запишем условие равновесия группы.

Составим уравнение моментов относительно точки и выразим .

Уравнение имеет вид:

Отсюда:

где – длина звена , измеренного на чертеже группы (мм),

– длина плеча относительно точки Е (мм),

– длина плеча относительно точки Е.

4. Решаем графически уравнение группы:

• выбираем масштаб плана сил:

• вычисляем длины векторов, которыми будут изображаться силы на плане в данном масштабе:

5. Построение плана сил:

• проводим линию действия силы и в произвольной точке линии откладываем вектор по линии действия силы

  

• из начала проводим линию действия силы

• из конца вектора проводим вектор и из конца по той же линии действия, что и

• параллельно переносим вектор в конец вектора

• из конца вектора проводим силу параллельно линии действия силы

• проводим из конца вектора линию действия и откладываем данную силу

• из конца вектора проведем перпендикуляр до пересечения с линией действия и получим вектор

• для получения соединим начало и конец

• для нахождения необходимо из конца вектора провести вектор до пересечения с .

6. По плану сил определяем реакции

2.5.3 Силовой анализ группы звеньев 2-3

1. Внешние силы, действующие на звенья 2-3 структурной группы:

• Силы тяжести:

• Силы инерции:

• Момент пар сил инерции:

2. В масштабе вычерчиваем структурную группу 2-3 в заданном положении и расставляем силы, действующие на звенья группы:

• сила инерции направлена параллельно вектору , но в противоположную сторону;

• сила инерции направлена параллельно вектору , но в противоположную сторону;

• моменты пар сил инерции и направлены противоположно угловым ускорениям и соответственно;

• в кинематической паре приложена сила в противоположном направлении и параллельно силе (из плана сил группы звеньев 4-5);

• в кинематической паре приложены реакции отброшенных звеньев и ;

• в кинематической паре приложены реакции отброшенных звеньев и

3. Запишем условие равновесия группы:

Составим уравнение моментов относительно точки C и выразим и Уравнение для имеет вид:

Отсюда:

где – длина звена , измеренного на чертеже группы (мм)

– длина плеча относительно точки (мм)

– длина плеча относительно точки .

Уравнение для имеет вид:

Отсюда:

где – длина звена , измеренного на чертеже группы (мм)

– длина плеча относительно точки (мм)

– длина плеча относительно точки .

4. Решаем графически уравнение группы

• выбираем масштаб плана сил:

• вычисляем длины векторов, которыми будут изображаться силы на плане в данном масштабе:

5. Построение плана сил:

Построение плана сил выполняется аналогично с построением плана сил 4-5

6. По плану сил определяем реакции: