Силовой расчет

ЛЕКЦИЯ 6

Г.

ТММ. Динамика.

Модуль 2

ТЕОРИИ МЕХАНИЗМОВ И МАШИН

По

ЛЕКЦИИ

Условия перехода от звена с распределенной массой к модели с точечными массами.

• Сохранение размеров звена.
• Сохранение массы звена:
• Сохранение положения центра масс
• Сохранение момента инерции

Очевидно, что выполнить три последних условия системой с двумя массами невозможно, поэтому при статическом уравновешивании механизмов ограничиваются выполнением только двух первых условий. Чтобы обеспечить выполнение всех трех условий необходимо ввести третью массу. Рассмотрим применение метода замещающих масс при полном и частичном статическом уравновешивании кривошипно-ползунного механизма.

Полное статическое уравновешивание кривошипно-ползунного механизма.

Постановка задачи:

Дано:

Определить: Массы противовесов для перемещения центра масс механизма в неподвижную точку -.

Распределим массы звеньев по методу замещающих масс и сосредоточим их в центрах шарниров. Тогда для шатуна:

Так как в шарнире скреплены 2 и 3 звенья, то там сосредоточенна масса.

На продолжении звена 2 располагаем противовес – корректирующую массу, для того чтобы центр масс связки звеньев 2 и 3 (точечные массы) переместился в шарнир, уравнение статических моментов запишется в виде:

.

Рассмотрим кривошип:

Теперь в шарнире сосредоточены массы. На продолжении кривошипа располагаем противовес – корректирующую массу, для того, чтобы центр масс всего механизма переместился в шарнир - неподвижную точку. Уравнение статических моментов относительно шарнира запишется в виде:

B поставленной задачи, задаются либо расстоянием по условиям удобства размещения противовесов на механизме, а корректирующие массы рассчитывают, либо решают обратную задачу, задают корректирующие массы, а место их расположения рассчитывают по приведенным зависимостям.

Министерство образования и науки Российской Федерации

Калужский филиал государственного образовательного учреждения высшего профессионального образования

«Московский государственный технический университет

имени Н.Э. Баумана»

(КФ МГТУ им. Н.Э. Баумана)

Кафедра ФН5-КФ «Прикладная механика»

Краткое содержание: Силовой расчет. Исходные данные для силового расчета. Порядок силового расчета. Метод Жуковского. Силы инерции, действующие на звенья кривошипно-ползунного механизма. Пример выполнения ДЗ№2.

Силовой расчет рычажных механизмов

Во время движения механизма в его кинематических парах действуют силы, являющиеся силами взаимодействия между звеньями. Напомним, что эти силы относятся к категории внутренних по отношению к механизму в целом. Нагруженность кинематических пар силами взаимодействия является важной динамической характеристикой механизма. Знание сил в кинематических парах необходимо для расчета звеньев механизма на прочность, жесткость, вибростойкость, износоустойчивость, для расчетов подшипников на долговечность и для проведения других подобных расчетов, выполняемых при проектировании механизма. Определение внутренних сил, а также — в целом ряде задач — сил и пар сил, приложенных к механизму извне, составляет содержание его силового расчета.

Изложение методов силового расчета будет сделано только для плоских механизмов. При этом примем, что механизм имеет плоскость симметрии, которая параллельна плоскости движения и в которой действуют все приложенные силы. Указанному условию отвечает очень большое число механизмов энергетических, технологических, транспортных машин и различных приборов.

Силовой расчет следует выполнять с учетом ускоренного движения звеньев, так как их ускорения в современных быстроходных машинах весьма значительны. Неучет ускоренного движения звеньев вызовет недооценку нагружающих сил, что может привести к ошибкам в дальнейших инженерных расчетах.

Учет ускоренного движения звеньев выполним методом кинетостатики, условно приложив к каждому подвижному звену механизма главный вектор, и главный момент сил инерции. Тогда для каждого звена можно записать уравнения кинетостатики.

Главный вектор, и главный момент сил инерции определяются по уравнениям:

эти уравнения предполагают, что главный вектор сил инерции приложен к центру масс и направлен в сторону противоположную соответствующему ускорению, а главный момент сил инерции направлен против углового ускорения и его удобнее разбивать на пару сил:

.

Следует подчеркнуть, что никакой силы; и никакой пары сил к звену в действительности не приложено. Главный вектор и главный момент сил инерции не имеют никакого физического содержания и в расчетных уравнениях играют роль не более чем чисто математических величин, посредством которых учитывается влияние ускоренного движения звеньев.

Силы в кинематических парах, являющиеся искомыми, определяют из уравнений, в которых они содержатся в составе сумм. Поскольку значения сил инерции зависят от ускорений, искомые силы также зависят от ускорений. Следовательно, для проведения силового расчета надо знать закон движения механизма.

Дата добавления: 2014-01-11