1. 4.1. Силовой (кинетостатический) анализ кривошипно-ползунного механизма

Последовательность проведения силового анализа:

1. Строим план положений при заданном положении обобщённой координаты положения звена

2. На плане положений указываются все активные внешние силы, приложенные к звеньям механизма, силы тяжести, силы инерции

3. Распределение механизма на базовый и структурные группы

4. Силовой анализ начинаем с самой удалённой от базового механизма структурной группы

5. Завершим силовым анализом базового механизма

6. Очень часто в силовой анализ входит определение уравновешивающего момента — момента пары внешних сил, приложенных к начальному звену, которое обеспечивает заданный закон движения.

Данные для проведения силового анализа возьмём из пункта 3.

Исследование механизма производим для первого и седьмого положения звеньев механизма. Для этого вычерчиваем кинематическую схему механизма в заданном положении и расчленяем ее на группы Ассура.

Масштабный коэффициент кинематической схемы определяется по

формуле:

АК₂=105мм

На каждое звено плоского рычажного механизма действует сила тяжести, которая находится по формуле: G = mg где g=9,81м/с² - ускорение свободного падения, а - масса i-го звена.

Также мы можем определить силы инерции, действующие на звенья плоского рычажного механизма, по формуле:

F = ma

Положение	Fs2,H	F3,H
2	26	12,32
4	40,32	59,36

Находим силы инерции.

Определяем моменты от сил инерции:

M = -Iε

Положение	М,Н*м
2	0,8
4	0,06

Момент от сил инерции направлен противоположно направлению действию углового ускорения.

Определяем реакции в кинематических парах структурной группы Ассура, состоящей из звеньев 2 и 3.

Уравнение равновесия этой группы имеет вид:

Уравнение момента звена 2 имеет вид:

Положение 2.

Значение получилось с минусом, следовательно перенаправим

Положение 4.

Значение получилось с минусом, следовательно перенаправим

Строим план сил в масштабе:

Из плана найдем :

Положение	,H	,H	,H	H
2	140	128	86	52
4	42	12	20	96

Итак, перейдем к расчёту ведущего звена:

Вычерчиваем ведущее звено механизма в масштабе с соблюдением заданного положения. Чтобы звено 1 находилось в равновесии, к нему необходимо приложить уравновешивающий момент Мy .

Величину уравновешивающего момента определяем из условия равновесия звена 1 под действием моментов сил относительно точки O по уравнению:

Положение
2	8,4
4	2,9

Для нахождения реакции в точке O рассмотрим равновесие ведущего звена 1 под действием сил по уравнению:

Строим план сил, определяем величину и направление реакции .

Положение	,H
2	144
4	26

2. 4.2. Силовой (кинетостатический) анализ шарнирного четырёхзвенного механизма.

Последовательность проведения силового анализа:

1. Строим план положений при заданном положении обобщённой координаты положения звена

2. На плане положений указываются все активные внешние силы, приложенные к звеньям механизма, силы тяжести, силы инерции

3. Распределение механизма на базовый и структурные группы

4. Силовой анализ начинаем с самой удалённой от базового механизма структурной группы

5. Завершим силовым анализом базового механизма

6. Очень часто в силовой анализ входит определение уравновешивающего момента — момента пары внешних сил, приложенных к начальному звену, которое обеспечивает заданный закон движения

Исследование механизма производим для первого и седьмого положения звеньев механизма. Для этого вычерчиваем кинематическую схему механизма в заданном положении и расчленяем ее на группы Ассура.

Масштабный коэффициент кинематической схемы определяется по

формуле:

На каждое звено плоского рычажного механизма действует сила тяжести, которая находится по формуле: G = mg

где g=9,81м/с² - ускорение свободного падения, а - масса i-го звена.

Также мы можем определить силы инерции, действующие на звенья плоского рычажного механизма, по формуле:

F = ma

Положение	F2,H	F3,H
7	3,91	2,016
8	7,182	6,048

Уславливаемся, что центр масс кривошипа лежит на оси его вращения.

Также уславливаемся, что у линейных звеньев центр масс лежит на середине звена. Значения ускорений центра масс найдены в кинематическом анализе плоского рычажного механизма.

Определяем моменты от сил инерции

M = -Iε

Положение	M2,H*м	M3,H*м
7	0,08	0,17
8	0,52	0,24

Момент от сил инерции направлен противоположно направлению действию углового ускорения.

Определяем реакции в кинематических парах структурной группы Ассура, состоящей из звеньев 2 и 3.

Уравнение момента звена 2 имеет вид (для нахождения ):

Положение 7.

Перенаправим вектор

Положение 8(аналогично)

-59,83 Н

Перенаправим вектор

Уравнение момента звена 2 имеет вид (для нахождения ):

Положение 7.

Положение 8(аналогично)

Строим план сил в масштабе:

Из плана найдем :

Положение	,Н	,Н	,Н	,Н	,Н	,Н
7	41	62,58	78	103	69	97
8	27	59,83	66	102	65	100

Итак, перейдем к расчёту ведущего звена:

Вычерчиваем ведущее звено механизма в масштабе с соблюдением заданного положения. Чтобы звено 1 находилось в равновесии, к нему необходимо приложить уравновешивающий момент Мy .

Величину уравновешивающего момента определяем из условия равновесия звена 1 под действием моментов сил относительно точки O по уравнению:

Положение
7	1,44
8	1,9

Строим план сил, определяем величину и направление реакции .

Положение	,H
7	70
8	57