Силовое исследование механизмов

В задачу силового исследования входит определение:

1) сил, действующих на звенья механизма;

2) реакций в кинематических парах;

3) уравновешивающей силы (момента).

Силовой анализ основан на принципе Даламбера. Сущность его заключается в том, что каждое звено может рассматриваться в условном статическом равновесии, если к нему помимо всех действующих внешних сил приложить инерционную нагрузку в виде силы инерции и момента пары сил инерции. При этом условии для каждого звена справедливы равенства:

, (3.1)

поэтому неизвестные силы (реакции в кинематических парах) могут определяться методом статики.

Для проведения силового анализа кинематическая цепь должна быть статически определимой, т. е. число неизвестных параметров реакций должно быть равно количеству уравнений статики, которые можно составить для их определения.

Начинать силовой анализ необходимо с наиболее удаленной от ведущего звена структурной группы.

Определение реакций в кинематических парах структурных групп

Чтобы определить величины и направления сил инерции, надо знать ускорения и массы звеньев. Ускорения известны из плана ускорений механизма. Определяем вес каждого звена, Н:

;

;

; (3.2)

;

;

где - длина звеньев, мм.

Определяем массу каждого звена, кг:

; ;

; ; (3,3)

.

Определяем силы инерции звеньев, Н:

;

;

; (3.4)

;

.

Определяем момент пары сил инерции для звеньев CD, О2B и AВ, совершающих сложное движение:

звено АВ-

(3.5)

звено О2B-

;

; (3.6)

звено СD-

(3.5)

Силовой расчет механизма начинаем с наиболее удаленной от ведущего звена группы Ассура 4 – 5 (CD), состоящей из звеньев 4 и 5, двух вращательных кинематических пар – С и D, и одной поступательной (при движении ползуна по направляющей).

Группу CD вычерчиваем отдельно в масштабе схемы механизма и в том же положении. Прикладываем к ней вместо связей две реакции:

F65 – в поступательной паре, другую F34 в шарнире С, неизменные по величине и направлению. Реакцию F34 представляем в виде двух составляющих: тангенциальной , направленной перпендикулярно к оси звена CD, и нормальной - вдоль звена CD.

Кроме этого прикладываем силы веса F4 и F5 в центрах тяжести и силы инерции: - против ускорения тяжести S4 ; - против ускорения ползуна . Момент инерции заменяем парой сил: , приложенной в точке С против направления углового ускорения звена 4 (e4), и - в точке D.

Популярное на сайте:

Техника безопасности для проводников пассажирских вагонов
Запрещается садиться в поезд после начала движения, а также выходить из вагона до полной остановки поезда. В пути следования проводник не должен открывать боковые тамбурные двери, так как при сильных толчках, особенно при прохождении кривых участков пути, при движении по стрелкам проводник может вы ...

Выбор прототипа двигателя
В качестве прототипа принимаем техническую характеристику двигателя автомобиля ЗИЛ ММЗ 4413 с колесной формулой 4x2. Двигатель: дизельный, рабочий объем цилиндров – 8,74, степень сжатия 18,5, мощность 110 кВт при 3200 об/мин, крутящий момент 402 Нм при 1900 об/мин. Зависимость текущих значений эффе ...

Расчетная схема. Эффективность и минимальная величина пригрузки
Суть метода временной пригрузки (рис. 1) состоит в приложении нагрузки Pпр, большей на ΔP, чем Ppacr, в результате чего расчетные осадки Spacr с заданной степенью консолидации U завершаются за время tпр значительно меньшее, чем время tu при обычной консолидации (без ускорения осадки). Об эффек ...