Часть 4 силовой анализ механизма №2.

4. Задача силового анализа

В данном разделе будет проведен силовой анализ кулисного 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 кинетостатической 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;

б) Масса ползуна кг.

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. ГРУППА ВВП (#2).

Составляем уравнения равновесия, из которых находим неизвестные реакции (R05,R45,R34):

2. Рассмотрим третью структурную группу. ГРУППА ВВП (#2).

Составляем уравнения равновесия, из которых находим неизвестные реакции (R32,R023,R12):

Составляем уравнения равновесия, из которых находим неизвестные реакции:

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
RX45
RY45
RX24
RY24
RX03
RY03
RX23
RY23
RX12
RY12
RX01
RY01
ФX1
ФY1
ФX2
ФY2
ФX3
ФY3
ФX4
ФY4
ФY5
Jz2
Jz3
Jz4
Mф2
Мф3
Мф4
Q

5. Вывод

В данной курсовой работе произведен структурный, геометрический, кинематический и силовой анализы механизмов. Механизмы мотут использоваться в производстве, так как все получившиеся в процессе расчета характеристики вполне соответствуют запрашиваемым параметрам.