3. Силовой расчет механизма.

Исходные данные: P ₅=2000 Н G₂=84 Н I₂=0,23 кг·м²

G₃=92 Н I₃=0,19 кг·м²

G₄=42 Н I₄=0,12 кг·м²

G₅=63 Н

3.1. Определение внешних усилий

3.1.1 Определение сил инерции звеньев механизма.

Сила инерции звена определяется по формуле:. Знак « - » означает, что сила инерции направлена в сторону противоположную ускорению.

Все силы инерции направлены противоположно ускорениям соответствующих звеньев.

3.1.2 Определение моментов сил инерции.

, где – момент сил инерции звена;

–угловое ускорение; – момент инерции звена;

Знак «-» в данной формуле показывает, что момент сил инерции направлен в противоположную угловому ускорению сторону. Определим моменты сил инерции звеньев , т.к. звено 1 вращается равномерно.

3.2. Силовой анализ групп Асура

3.2.1 Силовой анализ группы ΙΙ₂(4,5)

На рис 3.1 изображена структурная группа Ассура ΙΙ₂(4,5), со всеми силами и моментами.

1.;

2.

Выбираем масштаб

для построения плана сил и нахождения

неизвестных реакций.

Рис 3.1

3.Находим внутреннюю реакцию в точке Е.

3.2.2 Силовой анализ группы ΙΙ₁(2,3)

На рис 3.2 изображена структурная группа Ассура ΙΙ₁(2,3), со всеми силами и моментами.

1. ; для звена 2

; для звена 3

-

2.

Рис 3.2

Выбираем масштаб для построения плана сил и нахождения неизвестных реакций.

3. Находим внутреннюю реакцию в точке С .

3.2.3 Силовой анализ начального звена

На рис 3.2 изображена структурная группа Ассура первого класса, со всеми силами и моментами.

1. ;

2.

_{Выбираем масштаб}

для построения

плана сил и нахождения неизвестных реакций.

3.3. Расчет мощности двигателя.

4. Расчет маховика

Исходные данные.

ω_ср=23.562c^-1

4.1. Нахождение приведенного момента сил сопротивления.

С плана скоростей первого листа берем направления и величины скоростей центров масс звеньев. Измеренные углы между направлениями скоростей центров масс и весов звеньев и значения скоростей занесены в таблицу 1.

Используя планы скоростей первого листа определяем M_пр для каждого положения механизма по формуле:

, где

G_i – вес i-го звена;

V_si – скорость центра масс i-го звена;

β_i – угол между направлениями G_i и V_si i-го звена;

F_i – внешняя сила механизма;

V_i – скорость точки приложения силы F_i;

α – угол между направлениями F_пс и V_si i-го звена;

ω₁ – угловая скорость звена приведения.

Значение F_пс в формуле учитывается только при рабочем ходе ползуна. В нашем случае формула принимает вид:

Рассчитываем положение 1:

Результаты для остальных записываем в таблицу 2

Таблица 1.

	Vs2(м/с)	β2о	Vs3(м/с)	β3о	Vs4(м/с)	β4о	Vs5(м/с)	β5о	P(Н)	αо
0	1.24	275.86	0	0	0	0	0	0	0	0
1	1.60	359.70	2.92	48.54	5.72	22.5	6.70	0	2000	180
2	2.64	6.91	3.76	28.87	6.96	15.12	6.85	0	2000	180
3	2.53	8.13	2.84	10.36	5.52	5.3	5.42	0	2000	180
4	1.90	21.49	1.68	2.07	3.38	358.97	3.39	0	2000	180
5	1.3	54.41	0.61	8.35	1.22	355.86	1.23	0	2000	180
5’	1.24	82.84	0	0	0	0	0	0	0	0
6	1.31	104.78	0.46	171.24	0.93	175.65	0.94	180	0	0
7	1.75	143.37	1.50	176.69	3.00	178.35	3.02	180	0	0
8	2.20	170.25	2.31	187.33	4.54	183.73	4.48	180	0	0
9	2.47	193.71	2.76	201.51	5.18	191.25	5.03	180	0	0
10	2.49	216.38	2.75	216.94	5.08	198.97	5.21	180	0	0
11	2.14	239.29	2.03	230.52	4.06	202.63	4.93	180	0	0

Таблица 2.

Положение	Мпр (Н*м)	Jпр (кг*м2)	Тзв (Дж)
0	0.45	0.23	64.27
1	-528.16	9.60	2663.62
2	-528.83	12.55	3484.50
3	-415.56	7.99	2218.94
4	-259.76	3.21	890.21
5	-93.69	0.63	175.00
5’	0.55	0.23	64.27
6	-7.14	0.47	131.65
7	-24.25	2.57	713.92
8	-36.76	5.50	1526.81
9	-41.07	7.16	1986.11
10	-38.19	7.32	2031.90
11	-28.78	5.48	1520.40

Строим график зависимости изменения приведенного момента сил сопротивления от угла поворота ведущего звена. Отрицательные значения M_пр откладываем вниз, положительные – вверх.

Выбираем масштаб:

μ_M=15 H*м/мм, μ_φ=0.0262 рад/мм.