5. Уравновешивание механизма

При движении машины помимо статических усилий возникают динамические усилия, которые передаются на стойку (корпус) машины. Эти динамические усилия, будучи переменными по модулю и направлению, передаются на фундамент, вызывая ряд нежелательных явлений вибрационного характера.

Условием полного внешнего уравновешивания является равенство нулю главного вектора и главного момента реакций в опорах относительно произвольного центра приведения. Если при этом активные силы уравновешены, то задача внешнего уравновешивания механизма сводится к уравновешиванию главного вектора и главного момента сил инерции его подвижных звеньев, т.е. к выполнению условий:

где n - число подвижных звеньев в механизме.

В данном курсовом проекте рассматриваются задачи частичного уравновешивания механизма, т.е. уравновешивание только главного вектора сил инерции.

5.1 Уравновешивание механизма с помощью противовесов, связанных жёстко с кривошипом

Первая гармоника.

Мы уже определились с наиболее “опасной” гармоникой – это первая. Обратимся к коэффициентам в ряде Фурье, т.е. a1x, b1x, a1y, b1y. Рис.5. 1:

Рисунок 5. 1

Запишем значения проекций Fx и Fy главного вектора сил инерции, разложенные в ряд Фурье. Рис. 5. 2:

Рисунок 5. 2

Коэффициенты векторов круговых гармоник связаны с коэффициентами эллиптической гармоники следующими зависимостями (Рис. 5. 3):

Рисунок 5. 3

Распишем проекции векторов круговых гармоник (Рис. 5. 4):

Рисунок 5. 4

Теперь на основании проекций векторов круговых гармоник мы можем построить годограф первой эллиптической гармоники, построить две круговые гармоники и проиллюстрировать условие: . Рис. 5. 5:

Рисунок 5. 5

Смысл уравновешивания механизма на основе гармонического анализа заключается в том, что эллиптическую гармонику разлагают на две круговые гармоники, а затем каждую из круговых гармоник уравновешивают с помощью противовесов, установленных на кривошипе и на зубчатых колесах.

Вторая гармоника.

Обратимся к коэффициентам в ряде Фурье, т.е. a2x, b2x, a2y, b2y. Рис.5. 6: