1.6.3 Силовой расчет 1-го звена (кривошипа).

Силовой расчет кривошипа сводится к нахождению силы, уравновешивающей действия всех сил, приложенных к механизму (P_y) (рис.1.7). Для этого чертим звено 1 в заданном положении из плана положений механизма, в т. В сносим параллельно из плана сил вектор R₂₁, на­правленный в противоположную сторону силы R₁₂, к этой же точке приклады­ваем силу P_y, величину которой определим из уравнения:

P_yl_AB=R₂₁ h_R21, где R₂₁=l_R12_F

Сила R₂₁- рекция второго звена (шатуна) на первое (кривошип). СилаP_y– уравновешивающая сила, действующая от крутящего момента двигателя. Зная ее, можно приближенно определить требуемую мощность двигателя для данного положения механизма:

Рис.1.7.

1.6.4 Определение уравновешивающей силы Py методом рычага Жуковского.

Для расчётного положения строим план скоростей, развернутый на 90⁰ в сторону вращения кривошипа. Все действующие силы (кроме Rⁿ₄₃, R^₄₃ , Rⁿ₁₂, R^₁₂) приложим в соответствующие точки плана скоростей. В т. B прикладываем силу P_y, перпендикулярно отрезку p_VB (Рис.1.8).

Рис.1.8.

Рассматривая данный план скоростей как жесткую систему, запишем уравнения моментов всех сил относительно P_y:

Здесь h - плечи сил относительно полюса плана скоростей.Плечо силы – это кратчайшее расстояние между точкой и прямой – перпендикуляр, опущенный из точки на прямую. Чтобы он не загромождал чертеж, его можно вынести в сторону.

Рассчитаем погрешность в определении уравновешивающей силы, найденной двумя независимыми методами:

P_y10% свидетельствует о том , что силовой расчёт механизма выполнен правильно.

2. Синтез кулачкового механизма (лист №2).

2.1 Данные для проектирования.

1. Диаграмма изменения аналога ускорения (диаграмма ускорения толкателя);

2. Ход толкателя H=0,05 м:

3. Угловая скорость кулачка =4 c^-1;

4. Максимально допустимый угол давления _max=30°;

5. Эксцентриситет е=0,01 м.

2.2 Построение кинематических диаграмм методом графического интегрирования.

2.2.1 Построение диаграммы изменения аналога ускорения (Рис.2.1).

Строим диаграмму изменения аналога ускорения (диаграмму ускорения) в зависимости от угла поворота кулачка (в зависимости от времени). По оси (t) откладываем отрезок произвольной длиной, например, l_t=240 мм, представляющий собой угол  поворота кулачка, равный 2. Масштаб углов поворота будет равен:

.

При расчетах в градусах:

Если же на оси откладывать не углы поворота , а соответствующие им значения времени, то масштаб времени t будет равен:

с/мм.

Отрезок l_t делим на 12 частей и строим диаграмму аналога ускорений

(ускорений).

Рис.2.1.

2.2.2 Построение диаграммы изменения аналога скорости (Рис.2.2).

Под диаграммой аналога ускорений (ускорений) получаем графическим интегрированием диаграмму изменения аналога скорости (скорости) в зависимости от угла поворота кулачка (в зависимости от времени).

Для этого:

1. Строим на диаграмме аналогов ускорений (ускорений) ординаты аа', бб', вв', …, соответствующие серединам интервалов 1-2, 2-3, 3-4, … на оси (t), до пересечения с графиком. Из точек а,б,в, … опустим перпендикуляры а'а, б'б, в'в … на ось d²S/d².

2. На продолжении оси (t) и на расстоянии (K₂О)= 32,1857 мм от начала отсчета выбираем точку К₂ и соединяем ее с точками А,Б,В;

3. На графике аналога скоростей (скоростей) из точки 1 проводим отрезок (хорду) 1-2' в интервале 1-2 по оси угла поворота кулачка  (времени одного оборота кулачка t), параллельный К₂A; отрезок 2'-3', в интервале 2-3, параллельный лучу К₂A; отрезок 3'-4', параллельный лучу К₂Б, в интервале 3-4 и так далее. Полученные точки 1',2',3', … соединяем плавной линией.

Замечание:точки 9'-10'-11'-12'-1' соединяем прямыми линиями, так как на диаграмме аналога ускорения (ускорения) значения аналога ускорений на интервалах 9-10-11-12-1 были постоянны.

Рис.2.2.