3.2.2.Структурный анализ

Механизм обладает одной степенью свободы. Таким же должно быть число степеней свободы системы, с которой начинается образование механизма. В эту систему должны входить стойка и одно из звеньев, связанных с ней одноподвижной кинематической парой. Примем в качестве такого кривошип, т.к. на него действует неизвестная, внешняя нагрузка – движущий момент M_д . Этот момент был определен в предыдущем разделе, исходя, из предложения о том, что M_д = const. В этом разделе мы определим его более точно.

Схема образования исследуемого механизма выглядит следующим образом (Рис. 3 .74):

Силовой расчет ведётся в порядке, обратном образованию механизма, т.е. сначала будет рассчитана группа 5,4, затем 3,2 и в последнюю очередь – 1,0.

Рис. 3.74

3.2.3.Построение повернутых планов скоростей

Определим скорость точки В₁, равную скорости точки B₂.

Из полюса P_i плана скоростей для положения i механизма отложим произвольный отрезок <p_ib_i>, изображающий повернутую на 90° против хода кривошипа скорости точки В1. Пусть <p_ib_i> = 100 мм, тогда масштаб плана скоростей будет

Скорость точки В₃, принадлежащей кулисе, складывается из движения вместе с кулисным камнем 2 и относительно камня. Определим скорость точки В₃

(3.1)

Под уравнением показаны направления векторов после их поворота.

Скорость точки D определим по теореме подобия.

При этом отрезок <p_id> определяющий скорость точки D находится по формуле

<p_id>= (3.2)

Ломаные скобки означают, что величина берется с чертежа и выражается в миллиметрах.

Для определения скорости точки Е свяжем с точкой D подвижную систему координат, движущуюся поступательно. Тогда можно будет считать, что движение звена DE складывается из поступательного вместе с системой, и вращательного относительно системы. При этом

(3.3)

3.2.4.Приведение внешних сил

Массы звеньев 2 и 4 не заданы, поэтому силы их тяжести не учитываем. Приведенный с момент M_n представляем в виде пары сил P_n , приложенных в точках А и В кривошипа. Приведение выполняется с помощью «Рычага Жуковского».

Силы тяжести звеньев 1 и 5, а также одна на составляющих пары сил P_n не будет иметь момента относительно полюса повернутого плана скоростей и поэтому, их не показываем. Величину и направление P_n определим из равенства – по величине и направлению – момента силы P_n сумме моментов сил G₃ и P_c относительно полюса. Например, для положения 6 это равенство будет иметь вид:

P_n<p₆b₂>=P_c<p₆l> – G₃<p₆g₃>

Отсюда

Приведенный момент

M_n=P_nl_AB=2487 0,175=435,2 (Нм)

Переносом P_n в точку B₆ схемы механизма, устанавливаем, что момент силы P_n относительно точки А направлен против кривошипа. По этой причине M_n в положении 6 будем считать отрицательным. Аналогичным образом определяем M_n для всех остальных положений механизма. Результаты приводим в табл. 2.

Положение механизма	0	1	2	3	4	6	6	7	8	9	10	11
Mn, Нм	0	252	402	496	464	438	435	221	1,3	6,9	1,1	5,3

По данным таблицы строим график M_n() с масштабными коэффициентами

_=0,025 рад/мм,

_M=3 Нм/мм