Силовий розрахунок механізму і класу

Після силового розра­хунку всіх груп Ассура, які входять до складу механізму, треба переходити до силового розрахунку початкової ланки. Ця ланка входить зі стояком до обертової або поступальної пари V класу. Розглянемо перший випадок. Нехай на початкову ланку (рис. 7.3,а) діють задані сили і момент (включаючи і сили інерції). Крім цього, на кривошип 1 у точці А діє реакція з боку ланки 2 групи Ассу­ра, приєднаної до нього. Ця реакція дорівнює за величиною ре­акції , але направлена в протилежний бік. Реакція вже ви­значена при силовому розрахунку приєднаної структурної групи, тобто . Крім цього, у кінематичній парі О на кривошип діє сила реакції з боку стояка. Цю реакцію треба визначити. Проте, як випливає з формули (7.2), кривошип 1 під дією прикла­дених до нього сил, у тому числі й сил інерції, не перебуває в рівновазі, тому що при одній рухомій ланці й одній парі V класу число рівнянь рівноваги, яке можна скласти, буде на одиницю більше числа невідомих, що треба визначити, тобто

Для того щоб була рівновага, необхідно додатково ввести силу або пару сил, які зрівноважують усі сили, прикладені до початкової ланки. Цю силу називають зрівноважувальною силою, а момент пари сил — зрівноважувальним моментом. Умовимось зрівноважувальну силу позначати , а зрівноважувальний мо­мент . Точка прикладання і напрямок зрівноважувальної си­ли (моменту) мають бути задані або визначені з конструкції при­воду початкової ланки. Залеж­но від того, що діє — сила (і як вона прикладена) чи момент , — реакція в кінематичній парі D буде різна.

Зрівноважувальна сила або зрівноважувальний момент є такою силою або моментом, який необхідно прикласти до початкової лан­ки, щоб вона рухалася за заданим законом (як правило, рух початко­вої ланки приймають рівномірним).

Ре­альні сили, які прикладені до початкової ланки, як правило, відрізняються від зрівноважувальної сили (моменту), а тому дійсний рух початкової ланки відрізнятиметься від заданого, тобто . Про це йтиметься в наступних лекціях.

Нехай зрівноважувальна сила буде прикладена в точці А, як це показано на рис. 7.3,а. Її величину можна знайти з рів­новаги кривошипа 1 відносно точки О, записавши рівняння моментів усіх сил, що діють на нього:

(7.13)

звідки:

(7.14)

де:

Якщо величина зрівноважувальної сили, одержана з рівнянь (7.13), буде від'ємною, треба на плані сил змінити її напрямок на протилежний.

Реакцію знаходимо з умови рівноваги кривошипа 1, за­писаної у вигляді векторного рівняння:

(7.15)

У цьому рівнянні не відома тільки реакція (за величиною і напрямком), яку знаходимо за допомогою побудови плану сил (рис. 7.3, б).

Якщо до початкової ланки прикласти зрівноважувальний момент (рис. 7.4,а), методика силового розрахунку не змі­ниться. Величину зрівноважувального моменту знаходимо з рівняння рівноваги кривошипа відносно точки О (центра обер­тання), записавши рівняння моментів:

(7.16)

звідки:

(7.17)