6.2. Определение уравновешивающей обобщенной силы
методом Жуковского [1,2]
Для этого строится повернутый на 90 (в любую сторону) план скоростей (рычаг Жуковского) и все силы прикладываются в точках этого плана, одноименных с точками их приложения к звеньям механизма. Моменты сил заменяются парами сил, которые прикладываются в некоторых точках соответствующих звеньев и направляются так, чтобы момент этих сил был равен и одинаково направлен с исходным моментом. Из условия равновесия моментов сил относительно полюса повернутого плана находят уравновешивающую силу, приложенную к некоторой точке входного звена. По этой силе определяют уравновешивающий момент.
6.3. Определение сил трения в кинематических парах [1,2]
Силы трения в кинематических парах определяют по реакциям, найденным силовым расчетом, по формулам
,
где f= 0,15 – коэффициент трения между звеньями.
Если кинематическая пара вращательная, то определяется моменты силы трения
,
где d – диаметр элементов звеньев, образующих в кинематических парах (принять d = 0,02 м).
6.4. Определение кпд механизма [1,2].
Мгновенная мощность движущих сил, необходимая для обеспечения заданного движения механизма при заданных силах, равна
N= NП-NG-Nin+NТ,
где
NП
= Р
Q
или NП
= vP
Q
- полезная
мощность, затрачиваемая выходным звеном
на совершение полезной работы (по
определению
всегда положительна;
NG
- мощность сил тяжести;
;
–
мощность
сил инерции для всего механизма;
-мощность сил инерции, условно приложенных
к звену
;
;
– мощность, затрачиваемая на работу
против сил трения в поступательной
кинематической паре, образованной
звеньями i
и j;
vij
– линейная
скорость звена
i относительно
звена j в
кинематической паре, образованной
звеньями
и
;
– мощность, затрачиваемая на работу
против сил трения во вращательной
кинематической паре;
ij
– угловая скорость звена i
относительно звена j;
k – число
кинематических пар механизма.
КПД рычажного механизма
.
Следует
напомнить, что по указанной методике
определяется мгновенный КПД механизма,
который может иметь любой знак, в отличие
от циклового КПД который традиционно
приводится в качестве характеристики
механизма. Знак
определяется знаком
.
В
некоторых положениях механизма может
оказаться, что
и
.
Это означает, что в этом положении
механизм может совершать заданное
движение без потребления энергии от
двигателя и для этого положения
.
Теоретически
не исключена и возможность достижения
в некоторых положениях механизма
равенства
.
Достижение такого равенства означает,
что в данный момент времени механизм
движется по инерции. В таком положении
движущими силами являются силы тяжести
и инерции. Для таких положений механизма
и
определить не возможно.
6.5. Определение приведенной обобщенной силы
Поскольку мгновенная мощность сил, приложенных к механизму, известна, приведенный момент, приложенный к входному звену механизма равен
.
Если входное звено механизма движется поступательно, то определяется приведенная сила
.
6.6. Определение приведенных инерционных
характеристик механизма [1,2]
Определяются кинетические энергии всех звеньев механизма
.
Приведенный момент инерции вращающегося входного звена
.
Для входного звена, движущегося поступательно, определяется приведенная масса
.
Далее следует записать дифференциальное уравнение движения исследуемого механизма в приведенной форме.
Библиографический список
Артоболевский И.И. Теория механизмов и машин. 4-е изд. перераб. и доп. М.: Наука. 1988. 640с.
Попов С.А. Курсовое проектирование по теории механизмов и механике машин. М., 1986.
СТП ВгТУ 001-98. Курсовое проектирование. Организация, порядок проведения, оформление расчетно-пояснительной записки и графической части. Воронеж. гос. техн. ун-т. Воронеж, 1998. (№ 186-98).
Содержание
1. Цели расчетно – проектировочных работ