2.3.Силовой расчет.

Силовой расчёт выполняется для той же схемы механизма, для которой выполнялся кинематический расчёт. При силовом расчёте используют значения кинематических параметров, полученные при кинематических расчётах.

2.3.1. Порядок выполнения работы.

Силовой расчёт выполняется для той же схемы механизма, для которой выполнялся кинематический расчёт. При силовом расчёте используют значения кинематических параметров, полученные при кинематических расчётах.

.Пример.Для главного вектора системы сил звена задают его величину F, направляющий угол γ. Координаты точки приложения главного вектора задают величиной и направляющим углом её радиус-вектора, если её координаты неизвестны из кинематического расчёта механизма. Целесообразно начало радиус-вектора помещать в точку, относительно которой будут составляться уравнения моментов при рассмотрении равновесия звеньев. главный момент систем сил каждого звена задают парой сил с учётом знака.

Силовой расчёт выполняется в два этапа. На первом этапе работы с соблюдением масштаба вычерчивается кинематическая схема механизма для того же положения входного звена, для которого выполнялся кинематический расчёт механизма. В том же масштабе вычерчивается схема структурной группы, входящей в механизм. К звеньям структурной группы прикладывают главный вектор и главный момент систем сил, действующих на каждое звено (см. рисунок). Линейные и угловые координаты радиус-векторов точек приложения главных векторов либо задаются численно, либо снимаются с чертежа. Если какой либо из силовых факторов не задан, то при работе его величина задаётся как ноль. По заданным исходным данным выбирают значение обобщённой координаты входного звена, для которого выполняют силовой расчёт четырёхзвенного механизма. Построения сопровождают вычислениями необходимых величин, векторными уравнениями с необходимыми пояснениями. используя векторные условия равновесия структурных групп и их звеньев, определяют реакции в кинематических парах в соответствии с исходными данными, результатами кинематических расчётов механизма и заданными силовыми факторами.

Для выбранного положения звеньев записывают векторные уравнения равновесия сил и моментов сил. После решения уравнения моментов сил и векторных уравнений равновесия определяют модули, направляющие углы реакций и координаты точек приложения их в поступательных кинематических парах структурной группы. Необходимо помнить о том, что все угловые координаты векторов сил необходимо отсчитывать от горизонтали с учётом знака.

Раздел 3. Задачи по деталям машин. Общие сведения

В этом разделе рассматриваются расчеты сварных и резьбовых соединений.

Решение задач выполняют либо в виде проектного расчета (определение размеров), либо в виде проверочного (расчет по условию прочности), при котором расчетные напряжения должны быть равны или меньше чем допускаемые σ _расч < [ σ ].

Рекомендуется решать задачи в следующей последовательности:

1. Составить расчетную схему соединения, показать все действующие силы, моменты сил и моменты пар сил, проставить размеры, обозначить параметры на рисунке в соответствии с используемыми формулами.

2. Задать материалы соединяемых деталей и определить допускаемые напряжения [ σ ] и [ τ ].

3. Произвести необходимые расчеты по формулам, приводя ссылки на литературные источники, откуда эти формулы взяты.

При расчетах сварных соединений допускаемые напряжения в сварных швах следует определять с учетом коэффициента ослабления прочности материала сварного шва, который равен φ = 0,8 -1,0.

Стыковые швы рассчитывают на растяжение. Толщина поперечного сечения стыкового шва принимается равной наименьшей толщине свариваемых деталей. Угловые швы рассчитывают по напряжениям среза, лежащим в плоскости биссектрисы прямого угла поперечного сечения шва. Толщину поперечного сечения углового шва принимают h = 0,7k,

где k – катет шва. В случае, когда требуется рассчитать длину шва l, катет шва k принимают равным наименьшей толщине свариваемых деталей. Если длина шва известна, то катет шва k находят расчетом. Значения коэффициентов запаса прочности и коэффициентов трения следует выбирать в соответствии с рекомендациями, изложенными в литературе [ ] .

В резьбовых соединениях необходимо рассчитать болты при действии на них усилий и моментов, определить внутренний диаметр резьбы болта и далее по стандарту подобрать внешний диаметр резьбы. Следует дать эскиз рассчитываемой конструкции, показать действующие силы и размеры. Задавшись материалом болта, необходимо вычислить допускаемое напряжение на растяжение, приняв коэффициент запаса по пределу текучести равным s = 2,5.