2.3 Определение инерционной нагрузки звеньев

Характер инерционной нагрузки звена зависит от характера его движения.

1. Движение звена поступательно: такое движение совершает звено 5. Инерционная нагрузка будет состоять только из силы инерции и будет направлено противоположно движению звена.

Ф= -m ; (2.3.1)

2.Если звено совершает вращательное движение или плоскопараллельное движение, то инерционная нагрузка состоит из силы инерции, приложенной к центру масс и момента сил инерции, который направлен противоположно угловому ускорению. Звенья 1, 3 и 4 имеют вращательное движение.

Ф= -m _s,

_(2.3.2)

Определяем инерционную нагрузку кривошипа, учитывая, что масса кривошипа (входного звена) сосредоточена в точке О₁

;

;

Определяем инерционную нагрузку третьего звена: ;

Определяем инерционную нагрузку четвертого звена:

;

Определяем инерционную нагрузку пятого звена:

2.4 Силовой анализ методом планов сил

Cиловой анализ выполняется в обратной последовательности структурной формулы.

Ι(0,1)→ΙΙ₂(2,3)→ΙΙ₂(4,5)→ΙΙ₂

Приведенная сила- сила, приложенная в точке кривошипа и ему перпендикулярная (чаще в конце кривошипа), работа, которой на ее элементарном перемещении равна сумме работ всех сил и пар сил, действующих на звенья механизма ни их элементарное перемещение.

Реактивная сила возникает тогда, когда невозможно перемещение в каком-либо направлении, реактивный момент – если невозможен поворот относительно какой-нибудь координатной оси.

Ход силового анализа следующий:

– записать структурную формулу механизма и силовой анализ начать с последней структурной группы;

– внутри структурной группы, в первую очередь, определяют реакции во внешних кинематических парах, а затем во внутренних. Если внешняя пара вращательная, то реакции во вращательной паре раскладываются на две составляющие: нормальную и касательную (в первую очередь, определяются касательные реакции, составив уравнение моментов относительно точек); Нормальная составляющая реакции определяется из плана сил диады

– при переходе от одной диады к другой, реакции на стыке диад меняют свое направление на противоположное.

Диада 4-5

Запишем уравнение равновесия в векторной форме:

В уравнении три неизвестных, определить их сразу из плана сил нельзя, поэтому сначала определим касательную составляющую R^₃₄ из уравнения равновесия моментов сил относительно точки С звена 5

При составлении уравнения равновесия моментов необходимо пользоваться правилом. Если вектор силы приложенный к точке звена стремиться повернуть звено относительно рассматриваемой точки по часовой стрелке, то момент берется со знаком «-» и если против часовой – со знаком «+».

Определим масштабный коэффициент для построения планов сил

_(2.4.1)

Все остальные неизвестные найдем из построения.

После определения реакций во внешних кинематических парах, определяем реакции во внутренней кинематической паре. Для этого рассмотрим равновесие 5-го звена:

Так как в уравнении одна неизвестная, то ее можно определить сразу из плана сил:

Звено 3 – кулиса.

Определяя реакции во внутренней кинематической паре, составим для нее уравнение равновесия. Для этого рассмотрим равновесие кулисного камня:

Из уравнения следует, что

Рассмотрим уравнение равновесия моментов сил относительно точки О₂ третьего звена:

Из уравнения определяем реакцию R₂₁:

Реакцию получили со знаком «-», а это значит, что ее направление противоположно направлению, указанному на плане.

Для определения реакции во вращательной паре О₂ необходимо составить уравнение равновесия диады 2-3:

Так как в уравнении всего одна неизвестная, то ее можно определить сразу из плана сил диады 2-3:

Силовой анализ кривошипа. Определение уравновешивающей силы и уравновешивающего момента.

Уравновешивающей силой и моментом являются реактивные силы или момент от той рабочей машины, которая приводится в движение рассматриваемым двигателем, т.к. коленчатый вал двигателя соединен с главным валом рабочей машины по средствам зубчатой передачи, то в

качестве уравновешивающей силы, приложенной к зубчатому колесу, сидящему на валу двигателя, будем иметь реактивную силу рабочей машины. Т.е. величина действия уравновешивающей силы полностью определяется конструкцией передаточного механизма оси машины.

_(2.4.2)

Для того чтобы найти уравновешивающую силу составим уравнение равновесия моментов сил относительно точки О₁:

Из уравнения определяем Р_ур:

Из плана сил определим реакцию в точке O₁:

R₁₀= =10·525=5250 Н.