Важільного механізму

Кінетостатичний аналіз (дослідження) плоского

Визначити реакції в кінематичних парах механізму конвейєра, якщо дано: план механізму, маси його ланок, положення центрів ваги ланок, сила корисного опору Р_к.o. , план прискорень. Кутова швидкість кривошипа стала (w₁=const.) (РИС.4).

До задачі кінетостатичного розрахунку входить також визначення зрівноважувальної сили, докладеної в точці А пальця кривошипа. Нагадаємо, що спочатку розглянемо механізм конвейєра, до складу якого, крім механізму І класу, входять дві групи Ассура II класу II порядку і тим самим вивчимо, як визначаються сили для різних дволанкових груп Ассура, які найчастіше зустрічаються в практиці машинобудування.

Рис. 4. Кінематична схема і схема завантаження механізму конвеєра зовнішніми силами та силами і моментами сил інерції

Оскільки статично визначеним є кінематичний ланцюг, що є групою Ассура, накреслимо в масштабі (м/мм) найвіддаленішу від ведучої ланки групу Ассура, що складається з ланок 4 і 5, і нанесемо діючі на неї сили: ваги, корисного опору, сили і моменти сил інерції, а також реакції від'єднаних від груп Ассура ланок на елементи зовнішніх кінематичних пар (рис. 5).

Сили ваги (Н) визначимо за рівністю G₁ 9,81 ти, і докладемо їх у центрах ваги S_i ланок прямовисне вниз. Сила інерції четвертої ланки (Н):

де відрізок (мм) взято з плану прискорень; ­– масштабний коефіцієнт плану прискорень, . Силу інерції докладемо в центрі ваги протилежно прискоренню центра ваги.

Сила інерції п'ятої ланки:

Моменти сил Інерції, :

Для зручності розрахунків замінимо момент сил інерції парою сил, взявши за плече пари сил довжину ланки ED. Тоді:

Рис. 5. Група Ассура 4-5 та ії план сил

Докладаючи пару сил інерції в точках Е і О важеля (шатуна) ОЕ, треба взяти напрями Р* \ Р такими, щоб вови повертали ланку ^Е у

напрямі моменту М_І4

Сила корисного опору Р*.₀ докладається до веленої ланки в напрямі, протилежному її руху (проти швидкості ланки згідно з визначенням: сила корисного опору - це сила, для подолання якої побудовано машину).

Реакція стояка на повзун нормальна до напрямної х-х. Реакцію в обертальній парі D розкладемо на дві складові – тангенціальну і нормальну:

Під дією цих сил згідно з принципом Даламбера група Ассура перебуватиме в стані статичної рівноваги.

Складову знайдемо з умов рівноваги ланки 4, для якої

;

звідси

Якщо права частина рівняння додатна, це означає, що напрям сили взято правильно. При від'ємному значенні правої частини треба замнити напрям сили на групі Ассура (і на плані сил) на протилежний.

Плечі сил ДЕ, h₁ та h₂ вимірюємо на кресленні групи Ассура у міліметрах і, не помножуючи на масштаб, підставляємо в рівняння.

Подальші силові розрахунки вестимемо графічним методом пам'ятаючи, що для системи, яка перебуває в рівновазі, багатокутник сил буде замкненим. З умов рівноваги всієї групи Ассура визначимо з

допомогою плану сил сили і сили і :

Задавшись масштабним коефіцієнтом плану сил

відкладемо згідно з записаним рівнянням рівноваги групи 4-5 у прийнятому масштабному коефіцієнті всі сили в їх напрямках, почавши з сили . У записаному рівнянні всі сили (крім і ) відомі за величиною і напрямком.

Про зазначені сили відомо, як вони напрямлені: а . Тому з кінця вектора сили проводимо на плані сил лінію, перпендикулярну до х-х, а з початку вектора сили проведемо лінію дії сили , що повинна замкнути багатокутник сил:

Дійсні значення сил (Н):

Реакцію у внутрішній обертальній кінематичній парі знайдемо з умов рівноваги ланки 4 на плані сил (зазначимо: розглядаємо ланку, а не всю групу Ассура).

Звідки

Так визначаються сили для групи Ассура II класу II порядку II виду незалежно від складності механізму і місця приєднання цієї групи до механізму.

Накреслимо в масштабі [м/мм] таку групу Ассура, що складається з ланок 2 і З, і нанесемо на неї сили ваги, сили інерції і моменти сил інерції, реакцію в шарнірі , а також реакції й зовнішніх кінематичних парах А, О₂. Під дією цих сил група Ассура перебуватиме в рівновазі. Оскільки реакції з боку ланок I, O невідомі ні за напрямом, ні за модулем, розкладемо їх на дві складові (рис. 6):

Дата добавления: 2014-12-07