4.4 Силовой расчет группы 22(3,4) при холостом ходе

Строим кинематическую схему структурной группы 2₂(3,4) в масштабе (лист 2). K шатуну 3 и коромыслу 4 прикладываем все внешние силы, в том числе силы тяжести G₃, G₄, силы инерции , , моменты от мил инерции,.

В местах отрыва шатуна от кривошипа и коромысла от стойки, т.е. кинематических парах А и С, прикладываем реакции и Так как эти реакции неизвестны по модулю и направлению, то вместо нихприкладываем в указанных точках их нормальные и тангенциальные составляющие параллельно и перпендикуляр- но звеньям 3 и 4.

.

Порядок и последовательность определения реакций в кинематических парах структур­ных групп 2 класса складывается в основном из четырех позиций.

1. Условие равновесия шатуна относительно точки В в "символьном" выражении имеет вид:

На плане группы из точки В опустим перпендикуляры на линии действий сил G₃ и определим плечи этих сил:

За положительное направление момента силы примем направление движения часовой стрелки. Зададимся направлением вектора тангенциальной направляющей силы , например, вниз от шатуна, если смотрел, на него из точки В. Тогда момент от та­кой силы будет положительным.

Развёрнутое уравнение равновесия системы сил, действующих на шатун, относительно точки В примет вид:

_где M_и3 - момент сил инерции шатуна (табл. 4.1),

–масштабный коэффициент длин,

АВ - плечо силы , АВ = 0,49м.

Тангенциальная составляющая реакции определится из вышеприведенного уравнения Положительный ответ подтверждает правильность предполагаемого направления .

2. Коромысло находится в равновесном состоянии. Алгебраическая сумма моментов сил относительно точки В равна нулю

Из точки В опустим перпендикуляры по линии действия сил G ₄ , , и определим плечи их сил:

h_G4 =5 мм, h_u4 = 3 мм

Положительное направление момента сил соответствует противоположному движению часовой стрелки. Предположим, что вектор тангенциальной оставляющей реакции направ­лен влево от коромысла, если смотреть на него из точки В.

Из развёрнутого уравнения имеем:

3. Уравнения равновесия всех действующих на звенья 3 и 4

Масштабный коэффициент сил

,

где длину вектора принимаем равной 71мм.

Длины векторов известных сил (в мм):

Исходя из удобства построения, план сил начнём строить, откладывая известные силы действующих на 3 звено, а именно векторы, ,,далее откладываем векторы сил, приложенных к 4 звену , ,.

Замыкание многоугольника сил осуществляется проведением линий действий векторов сил и из начала вектора и конца вектора соответственно и их взаимного пере­сечения. Замкнув план (многоугольник) сил, проставляем направление векторов и , находим длины полных векторов=20 мм и =10,5 мм и соответствующие им реак­ции:

4. Реакцию между третьим и четвертым звеньями находим из равновесия сил, действую­щих на четвёртое звено:

где – реакция третьего звена на четвёртое.

Векторы известных сил уже сложены на плане сил, поэтому определяется замыканием многоугольника сил .

4.5 Силовой расчет ведущего звена при холостом ходе

Построения и кинетостатические расчеты аналогичны построениям и расчетам для рабочего хода.индексация,обозначение параметров сил ,векторов сохранены.они приведены в таблице 4.2

Исходные, промежуточные данные по силовому расчёту механизма

№	Наименование параметра		Обозначение параметра		Размерность		Значение
Шатун 3
1.	Плечо силы инерции шатуна относительно точки В						53
2.	Плечо силы тяжести шату­на относительно точки В						42
3	Вес шатуна		G3		H		107.9
4.	Длина шатуна		АВ				190
5	Момент от сил инерции		Mu3		H*м		0
6	Масштабный коэффициент Диады 3-4		μF		Н*мм		2,5
7.	Тангенциальная составля-ющая реакции в КП А						96,98
8.	Длина вектора тангенсальной составляющей		ab				38,79
9	Вектор силы инерции ша­туна						64,8
10.	Вектор силы тяжести шатуна						43,16
Ползун
11	Вектор силы инерции ползуна				мм		33,8
13.	Вектор силы тяжести ползуна						29,88
14.	Вектор силы полезного со­противления						0
План диады 3-4
15	Реакция КП А				мм		44,4
16.	Вектор полной реакции в КП П						150
17	Плечо реакции КП А относительно точки О						63
18	Плечо силы тяжести кри­вошипа относительно точки О						16
19	Реакция КП А				H		96,98
20	Реакция КП А						450
21	Уравновешивающая сила						293,9
22	Длина кривошипа		ОА				45
23	Масштабный коэффи­ци­ент плана сил диады плана сил						3
24	Чертёжная длина вектора реакции						117
25	Вектор силы тяжести кривошипа						3,9
26	Вектор силы инерции кривошипа		Fи2		мм		35
27	Вектор уравновешива-ющей силы						97,6
28	Вектор силы инерции		Fu2		мм		10.17
29	Вектор реакции опоры		R12		Н		234
30	Реакция в кинематической паре А		R12		мм		78
16.	Вектор силы инерции ко­ромысла						0,9
29.	Реакция в КП О						358,625
30.	Уравновешивающий момент						13.23
31.	Мощность эл-ля						249,97

Результаты силового расчёта сводятся в таблицу 4.3

Таблица 4.3

№ положе­ния	Ход меха­низма
11	рабочий	316,85	9360	11760	11800	468
2	холостой	13,23	358,625	96,98	375	450