Часть 2 силовой расчет механизма №1.

2. Задача силового анализа.

В данном разделе будет приведен проведен силовой анализ коромыслового механизма поршневого насоса, выбранного на основе результатов расчетов предыдущих разделов.

Основные задачи силового расчета:

-определение движущего момента, необходимого для осуществления рабочего пресса

-определение реакций в кинематических парах.

Решение этих задач может осуществляться либо в рамках статической модели, когда рассматриваются условия равновесия в заданном положении, либо в рамках кинетостатический модели, когда учитывается ускоренное движение звеньев механизма.

В рамках данного раздела силовой анализ будет проведен аналитическими методом в рамках кинетостатической модели. Результатом данного раздела станет определение движущего момента и реакций кинематических пар в двенадцати опорных точках.

1. Определение основных параметров механизма, необходимых в дальнейших расчетах.

Массы звеньев, совершающих вращательные движения определим по зависимости: гдедлина звена;кг/м - погонная масса.

а) Тогда кг;кг;кг;кг;

б) Масса ползуна кг.

в) Осевые моменты инерции вращающихся звеньев определяем по формулам:

2. Определение сил тяжести.

Силы тяжести звеньев определим по формуле:

3. Определение задаваемых сил и сил инерции.

Величина рабочей нагрузки зависит от положения ползуна и его направления движения в данный момент времени. Учитывая закон изменения рабочей нагрузки в зависимости от изменения ординаты и его скорости, составим функцию рабочей нагрузки. Рабочий ход – ползун движется вниз. Механизм – насос - поршневой, следовательно, рабочая нагрузка продолжительная (плавная).

Учет ускоренного движения механизма выполним методом кинетостатики, условно приложив к каждому подвижному звену механизма главный вектор и главный моментсил инерции. Тогда для каждого звена можно записать три уравнения кинетостатики:

Главный вектор и главный моментсил инерции определяются по уравнениям

4. Составление уравнений кинетостатики и нахождение реакций.

Для каждой структурной группы механизма в направлении, обратном его образованию, составляем уравнения кинетостатики:

1. Рассмотрим третью структурную группу (ВВП ).

Составляем уравнения кинетостатики, из которых находим неизвестные реакции (R05,R45,R24):

2. Рассмотрим вторую структурную группу (ВВВ).

Составляем уравнения кинетостатики, из которых находим неизвестные реакции (R12,R32,R03):

3. Рассмотрим первую структурную группу (Кривошип).

Составляем уравнения равновесия, из которых находим неизвестные реакции и движущий момент (R01 иQ):

Из последнего уравнения определяем движущий момент:

5. Определение движущего момента из общего уравнения динамики.

определим движущий момент (проверка)

6. Определение приведенного момента инерции и приведенного момента сил сопротивления.

1. Определение приведенного момента инерции.

Приведенный момент инерции вычисляется из формулы для кинетической энергии:

Отсюда находим, что приведенный момент инерции равен:

2. Определение приведенного момента сил сопротивления.

Приведенный момент инерции вычисляется из формулы:

Отсюда находим, что приведенный момент сил сопротивления равен:

7. Таблица сравнения результатов силового расчета.

Параметр	Значение параметра
	MathCAD (Кинетостатич.)	Excel (Кинетостатич.)	Графоаналитический Метод. (Статич.)
R05	27176,626	27176,626	29425,2
RX45	-27176,63	-27176,63	31323,6
RY45	-56201,17	-56201,17	-56952,1
RX24	-27084,3238	-27084,3238	-28476,2
RY24	-55728	-55728	-55053,6
RX03	6412,2173	6612,2173	7593,6
RY03	-80629,67	-80629,67	-85232,34
RX23	6556,54	6556,54	7565,2
RY23	-80820,96	-80820,96	-84421,23
RX12	-3316,12	-33362,12	-36069,6
RY12	25569,201	25569,201	34171,2
RX01	-3314,12	-33362,12	-36069,6
RY01	2566,061	25628,061	34171,2
ФX1	-18,706	-18,706
ФY1	10,81	10,81
ФX2	-278,74912	-278,74912
ФY2	-34,321871	-34,321871
ФX3	-55,676099	-55,676099
ФY3	-14,717249	-14,717249
ФX4	-92,302002	-92,302002
ФY4	-179,33994	-179,33994
ФY5	-307,37606	-307,37606
Jz2	8,438	8,438
Jz3	0,54	0,54
Jz4	2,5	2,5
Mф2	47,982106	47,982106
Мф3	-5,668944	-5,668944
Мф4	-15,701664	-15,701664
Q