2.3. Построение плана ускорений механизма. Определение ускорений шарнирных точек, центров тяжести звеньев и угловых ускорений звеньев.

2.3.1. Ускорение точки А кривошипа, совершающего равномерное вращательное движение, равно его нормальной составляющей

.

2.3.2. Масштабный коэффициент ускорений

,

где = 94,25 мм – отрезок на чертеже, изображающий ускорение точки А (принято).

2.3.3. Ускорение точки В определяется по уравнению

-Н ВН ВН -Н

Нормальная составляющая относительного ускорения равна

, а ее графическое значение

.

Из построения плана ускорений находим касательную составляющую относительного ускорения

, .

Полное относительное ускорение равно векторной сумме нормальной и касательной составляющих

; ;

.

Ускорение точки В

; .

2.3.4. Ускорение точки С, принадлежащей звену САВ, можно определить из подобия плана ускорений и плана механизма

, откуда .

Найдя положение точки с на плане ускорений и соединив ее с полюсом плана ускорений П_а, определим графическое значение ускорения точки С: . Истинное значение ускорения точки С равно:

.

2.3.5. Ускорение точки D, принадлежащей одновременно звеньям DC и DE, находится из совместного решения двух векторных уравнений:

и .

Так как а_E = 0, то, приравнивая правые частей уравнений, получим

.

ВН ВН - Н ВН - Н

Нормальные составляющие относительных ускорений, известные по величине и направлению, равны

; ;

; .

Касательные составляющие и полные относительные ускорения, а также ускорение точки D находятся из построения плана ускорений:

, ;

, ;

; ;

; .

2.3.6. Определение ускорений центров тяжести звеньев:

; ;

, ;

, .

План ускорений для 11-го положения механизма показан на рис. 8 и на листе 1 чертежей курсовой работы.

Рис. 8. План ускорений механизма для положения 11

2.3.7. Определение угловых ускорений звеньев. Угловые ускорения звеньев (1/c²) определяются по уравнению

.

Соответственно для звеньев BC, DC и DE получаем:

;

;

.

Направления угловых ускорений звеньев определяются направлениями касательных составляющих относительных ускорений (см. лист 1 чертежей курсовой работы).

3. Силовой расчёт рычажного механизма

3.1. Определение силы полезного сопротивления.

Сила полезного сопротивления Р_ПС, действующая на поршень компрессора, определяется по зависимости

,

где p – удельное давление рабочей среды в рабочей полости цилиндра, определяемое по индикаторной диаграмме; 1 кгс/см² – атмосферное давление; D_Ц – диаметр цилиндра, равный диаметру поршня компрессора, D_Ц = 16 см (задано).

Рис. 13. Индикаторная диаграмма

Для расчетного положения механизма компрессора (положение 11) p = 5 кгс/см² (см. рис. 13 и лист 1 чертежей). Подставляя значения параметров в формулу для Р_ПС и переводя кгс в Н, получим

.

3.2. Определение сил тяжести звеньев.

Силы тяжести звеньев (Н), определяемые как произведение массы на ускорение свободного падения, равны:

;

;

;

;

.

3.3. Определение сил инерции и моментов сил инерции звеньев.

Модули сил инерции звеньев (Н), определяемые как произведение массы на ускорение центра тяжести, равны:

\;

;

;

;

.

Силы инерции направлены в сторону, противоположную ускорениям центров тяжести звеньев.

Моменты сил инерции звеньев по модулю определяются по выражению

,

где I_S – момент инерции массы звена относительно оси, проходящей через центр масс (кг·м²),  – угловое ускорение звена (1/с²).

Соответственно для звеньев DC, BC и DE получаем:

;

;

.

Моменты сил инерции направлены в сторону, противоположную угловым ускорениям звеньев.