Кинематический и силовой расчет для рычажно-шарнирного механизма.
Цель листа: Для 7 положений механизма провести кинематический анализ методом планов скоростей и ускорений. Для одного мгновенного положения механизма определить методом кинетостатики (с помощью планов сил) реакции во всех кинематических парах и тангенсальную уравновешивающую силу, приложенную к пальцу кривошипа в точке В.
3.1 Исходные данные для расчета
Для силового расчета задана схема механизма и указана рабочая машина шарнирный четырехзвенник с рабочим органом на коромысле.
Дано:
3.2 Кинематический анализ
Построим планы механизма (шарнирного четырехзвенника) в семи положениях. При этом начнем с вычерчивания методом засечек двух мертвых положений механизма. Они определяют на повороте кривошипа рабочий ход и холостой ход. За нулевое положение принимаем начало рабочего хода. От нулевого положения построим через 600 ещё шесть положений механизма. Седьмым будет второе мертвое положение.
Выделим сплошной контурной линией одно из промежуточных положений на рабочем или холостом ходу. В этом положении будем в дальнейшем проводить силовой расчет механизма.
В расчетном положении проводим построение плана скоростей и ускорений, выписывая все векторные уравнения для скоростей и ускорений. Планы должны быть достаточно большими, чтобы обеспечить точность силового расчета.
Построим план скоростей механизма в расчетном положении и подсчитаем масштабный коэффициент μv. Подсчитаем скорости различных точек механизма и угловые скорости ведомых звеньев.
VC + VB = VCB
┴CD ┴AB ┴CB
ω1l1
Масштабный коэффициент и угловые скорости:
Построим план ускорений механизма. Запишем векторные уравнения. Подсчитаем масштабный коэффициент μа.
║AB ║CB ┴CB ║CD ┴CD
B->A C->B C->D
Масштабный коэффициент и угловое ускорение
Подсчитаем величины линейных ускорений центров масс и других точек. При этом определяем модули всех линейных и угловых скоростей и ускорений.
Для остальных шести положений на листе строим планы скоростей и ускорений и приводим результаты расчетов в табличной форме
Для положение, в котором будем проводить силовой анализ, вычислим ускорение центров масс звеньев.
|
VB м/с |
VCB м/с |
VC м/с |
ω2 с-1 |
ω3 с-1 |
aB м/с2 |
anCB м/с2 |
atCB м/с2 |
aCB м/с2 |
anC м/с2 |
atC м/с2 |
aC м/с2 |
ε2 с-2 |
ε3 с-2 |
||
0 |
10.68 |
10.68 |
0 |
33.5 |
0 |
1901
|
304 |
400 |
501 |
0 |
1680 |
1680 |
1481 |
5400 |
||
2 |
10.68 |
8.4 |
8 |
31.1 |
40 |
261.3 |
915 |
943 |
320 |
1095 |
1140 |
3389 |
5700 |
|||
4 |
10.68 |
1.6 |
11.2 |
5.9 |
56 |
9.4 |
1320 |
1320 |
627 |
210 |
660 |
4888 |
1050 |
|||
6 |
10.68
|
10.68 |
0 |
33.55 |
0 |
304.5 |
1300 |
1320 |
0 |
2000 |
2000 |
4815 |
10000 |
|||
8 |
10.68 |
14.6 |
12.8 |
54 |
64 |
789.5 |
1140 |
1350 |
819 |
1620 |
1740 |
4222 |
8100 |
|||
10 |
10.68 |
2 |
9.4 |
7.4 |
47 |
14.8 |
1710 |
1711 |
441.8 |
1230 |
1290 |
6333 |
6150 |
|||
W1=178 1/c
As2=1500 m/c^2
As3=570 m/c^2