- •Содержание:
- •2. Кинематическое исследование кривошипно-ползунного механизма
- •2.1 Структурный анализ механизма
- •2.2 План положений механизма
- •2.3 Кинематические диаграммы
- •3. Кинематический расчёт механизма
- •3.1 План механизма при рабочем и холостом ходе
- •3.2 План скоростей
- •3.3 План ускорений
- •3.4 Погрешности кинематического исследования
- •4.Силовой расчёт механизма
- •4.1 Общие положения и определение инерционных нагрузок
- •4.2 Силовой расчет группы 22(3,4) при рабочем ходе
- •4.3 Силовой расчет ведущего звена при рабочем ходе
- •4.4 Силовой расчет группы 22(3,4) при холостом ходе
- •Заключение
- •Литература:
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 Mи3 - 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:
hG4 =5 мм, hu4 = 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 |