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.

Тогда кг;кг;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.)	Графоаналитический Метод. (Статич.)
R01	-83420	-83420
RX45	43670	43670
RY45	121100	121100
RX24	-43672.766	-43672.764
RY24	121300	121300
R32	-83420	-83420
R31	83418.82	83418.82
ФX1	0	0
ФY1	0	0
ФX2	49.068	49.067
ФY2	-79.672	-79.671
ФX5	0	0
ФX4	7.013	7.013
ФY4	-100.836	-100.833
ФY5	-245.04	-245.07
Jz2	12.658	12.654
Jz4	0.231	0.231
Mф2	-27.782	-27.779
Мф4	-1.456	-1.459
Q	14501.485	14501.473

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.