4.3 Силовой расчёт механизма

4.3.1 Определение сил инерции и моментов сил инерции звеньев

Главные векторы сил инерции равны:

Для положения 11

Для положения 3

Силы инерции приложены в центрах масс и направлены противоположно ускорениям центров масс звеньев.

Главные моменты сил инерции:

Для положения 11

;

;

Для положения 3

;

;

Моменты сил инерции направлены противоположно угловым ускорениям звеньев.

4.3.2 Кинетостатический силовой анализ механизма

Отсоединяем группу Ассура (2,3) и строим её в масштабе μ_l=0,0005м/мм.

(позиция 4 листа 2). Прикладываем к ползуну 3 внешние силыи к шатуну 2. Действие отсоединенных звеньев 1(кривошипа) и 0(стойки) заменяем неизвестными реакциями(в точке А) ина ползуне (в точкеB). Неизвестный векторпредставляем как сумму

,

где - нормальная составляющая реакции||AB

. - тангенциальная составляющая реакции, определяется из уравнения:

_{Реакцию} направим перпендикулярно направляющей ползуна 3.

_{Тангенциальную составляющую} . определим из уравнения

для звена 2:

Для положения 11

Для положения 3

_{Где АB, h2 и h3 – отрезки, измеренные на плане группы (2,3) в мм.}

_Тогда

Для положения 11

Для положения 3

Составляющая , полная реакция и реакция определяются из плана сил группы, который строится по векторному уравнению равновесия группы (2,3):

Для положения 11

Принимаем масштабный коэффициент сил .

Отрезки сил: [1-2]==1075/1000=1мм

[2-3]= 924/1000=1мм;

[3-4]= 2943/1000≈3мм;

[4-5]= 624/1000=1мм;

[5-6]= 3924/1000=4 мм;

[6-7]= 120000/1000=120мм;

В соответствии с векторным уравнением последовательно откладываем отрезки и т.д. в направлении соответствующих сил. Затем из точки7проводим направление силы, а из точки1– направление силы. В пересечении этих направлений получаем точку8. В результате, из плана сил находим

=124•1000=124000H.

=124•1000=124000H.

43•1000=430000 H.

Для определения реакции F₂₃ во внутреннем шарниреBрассмотрим равновесие звена 2:

Из уравнения звена 2 видно, что для определения F₂₃достаточно на плане сил графически соединить точки 4 и 8.

125•1000=125000H.

Для положения 3

Принимаем масштабный коэффициент сил .

Отрезки сил: [1-2]==2500/50=50мм

[2-3]= 852/50=17мм;

[3-4]= 2943/50≈59мм;

[4-5]= 544/50=11мм;

[5-6]= 3924/50=78 мм;

[6-7]= 0/50=0мм;

В соответствии с векторным уравнением последовательно откладываем отрезки и т.д. в направлении соответствующих сил. Затем из точки7проводим направление силы, а из точки1– направление силы. В пересечении этих направлений получаем точку8. В результате, из плана сил находим

=7•50=350H.

=50•50=2500H.

105•50=5250 H.

Для определения реакции F₂₃ во внутреннем шарниреBрассмотрим равновесие звена 2:

Из уравнения звена 2 видно, что для определения F₂₃достаточно на плане сил графически соединить точки 4 и 8.

29•50=1450H.

В заключение рассматриваем начальное звено – кривошип 1. В точкеАприкладываем известную реакцию, а в точкеО– реакциюсо стороны стойкиО, которую находим путём построения плана сил согласно уравнению равновесия:

Примем масштабный коэффициент . Отрезки, изображающие известные силы

Для положения 11

мм;мм;

Для положения 3

мм;мм;

Откладываем отрезки в направлении соответствующих сил, а затем, замыкая треугольник сил, соединяем точку3с точкой1отрезком [3-1]. Тогда

Для положения 11

.

Для положения 3

.

Уравновешивающий момент находим из уравнения моментов

Для положения 11

Н·м.

Для положения 3

Н·м.