2.4 Кинематические диаграммы

Построим диаграмму перемещения ползуна механизма в зависимости от угла поворота кривошипа(Лист1).

Масштабный коэффициент угла поворота кривошипа, рад/мм.

(2.18)

где: - угол одного полного оборота кривошипа, рад;

l- длина отрезка, изображающего угол одного полного оборота кривошипа, мм.

;

Масштабный коэффициент перемещений, откладываемый по оси ординат, берём его равным масштабному коэффициенту, принятому при построении восьми положений механизма

;

Для построения кинематических диаграмм скорости и ускорения точки В воспользуемся методом графического дифференцирования.

Масштабный коэффициент скорости,

, (2.19)

где: - масштабный коэффициент перемещений, м/м;

- угловая скорость кривошипа, рад/с;

- масштабный коэффициент угла поворота кривошипа, рад/мм;

- полюсное расстояние, мм;

.

Масштабный коэффициент ускорения,

; (2.20)

где: - масштабный коэффициент скорости, ;

- угловая скорость кривошипа, рад/с;

- масштабный коэффициент угла поворота кривошипа, рад/мм;

- полюсное расстояние, мм;

.

3. Силовой анализ механизма

3.1 Силы тяжести, силы инерции, моменты пар сил инерции

Рисунок 3.1 – направления сил тяжести, сил инерции и моментов пар сил инерции в 3 положении механизма

Определим массу звеньев

; ; (3.1)

где: - масса кривошипа, кг.

;

.

Сила тяжести, Н

; (3.2)

где: - масса звена, кг;

- ускорение свободного падения, .

;

;

.

Сила инерции, Н

; (3.3)

где: - масса звена, кг;

- модуль ускорения центра масс звена, .

;

.

Сила резания, Н

В третьем положении механизма сила резания равна нулю, так как происходит холостой ход механизма.

Моменты пар сил инерции, Н•м

; (3.4)

где: - угловое ускорение звена,;

- момент инерции звена относительно центра масс, .

Момент инерции шатуна относительно центра тяжести,

; (3.5)

где: - длина шатуна, м;

- масса шатуна, кг.

;

.

3.2 Силовой расчёт группы Ассура

От механизма отсоединим группу Ассура в положении, заданном для силового расчёта. Действие стойки и кривошипа на группу Ассура заменяем реакциями.

Рисунок 3.2 – Схема действия сил при кинетостатическом расчёте группы Ассура

Составляющую определяем из уравнения моментов всех сил, действующих на шатун АВ, относительно точки В (3.6)

; (3.6)

;

где: - сила инерции шатуна, Н;

- расстояние линии действия силы инерции шатуна от точки В на чертеже, мм;

- масштабный коэффициент перемещений, м/мм;

- сила тяжести шатуна, Н;

- расстояние линии действия силы тяжести шатуна от точки В на чертеже, мм;

- момент пары сил инерции шатуна, Н•м;

- длина шатуна, м.

Векторная сумма всех сил, действующих на группу Ассура, равна нулю (3.7)

; (3.7)

Масштабный коэффициент плана сил, Н/мм

; (3.8)

где: - тангенциальная составляющая силы реакции кривошипа на шатун, Н;

- длина отрезка, изображающего вектор силы реакции на чертеже, мм;

.

В соответствии с уравнением (3.8) строим план (Лист1) и определяем неизвестные векторы.

Силы тяжести и, ввиду того, что длины их масштабированных векторов меньше 1мм, на плане сил не откладываем.

Таблица 3.1 – величины отрезков, показывающих в масштабе , векторы сил, действующих на группу Ассура.

мм
236,68	35,196	239,28	0,12	0,2	0	95,27	142,24	32,54

Таблица 3.2 – численные значения сил, действующих на группу Ассура в 3 положении механизма, Н.

23668000	3519576,94	23928000	12287,025	20478,375	9526515	14224225	3254000