4. Силовой расчет рычажного механизма 4.1 Определение сил давления газов на поршень

На листе 2 построен план механизма для 3-го положения в масштабе ц = 0.001 м/мм.

Определение сил тяжести звеньев

^Gi = ^mi9 = ².² ■ Ю = 22 Н

G₂ = m₂g = 3,0 ■ 10 = 30 Н

G₃ = m₃g =4,2 ■ 10 = 42 Н

Веса звеньев прикладываем к центру тяжести звена и направляем, вертикально вниз.

Определение сил инерции звеньев.

Ф_г = m₁a_sl = 0 Н

ф₂ = m₂a_S2 = 3,0 • 490,8 = 1472,4 Н

Ф₃ = m₃a_S3 =4,2 • 431,6 = 1812,7 Н

Силы инерции звеньев прикладываем к центру тяжести звена и направляем обратно ускорению этой точки.

Определение силы полезных сопротивлений „ _m„_r nD² ЗД4-0ДЭ²

Р_ис = р^тах • = 1400000 • — ^: = 18573 Н

2. Определение инерционные моменты звеньев.

Ми₂ =Y_S2 • £₂ = 0,0296 • 1299,4 = 38,5 Н-м

Инерционные моменты звеньев направляем обратно угловому ускорению звена е₂.

2. Силовой расчёт группы ( 2 - 3 )

Определение реакций в многозвенном механизме нужно начинать с группы Ассура, наиболее удалённой по кинематической цепи от выходного звена. Начнём определение реакций в звеньях 2, 3. Приложим к этим звеньям все известные силы: G₂, Ф₂, G₃, Ф₃. Действие звена 1 и стойки заменяем реакциями Ro ₃ и R₁₂. Для удобства вычислений раскладываем на 2 составляющие:

I

R] i - по оси звена 2 и R\₂ - перпендикулярно оси звена. В начале определяем величину реакции R\₂ из суммы моментов всех сил, действующих на звено 2,

1. 2) = о,

R\₂ • АВ + Ми₂ / Иг + G₂- + Ф₂- h₂ = О,

откуда

г)Т _ ~Ми₂/ m~G₂ • Ь₁-Ф₂-h₂ _

А1 7 — —

-38,5 / 0,00115 - 30 -160 - 1472,4 • 56

= = - 440,6 Н

274

2. Реакции Ro ₃ и /?₁₂ определим построением силового многоугольника, решая векторное уравнение равновесия звеньев 2, 3:

IP (2,3) = 0;

+ RL + G₂ + Ф₂ + G₃ + Ф₃ + Р_ис + Ro₃ = 0

-440,6 30 1472,4 42 1812,7 18573

Из формулы выбираем наибольшее значение, определяем масштаб = 18573 / 200 = 92,865 Н/мм

Построение плана сил. Из произвольной точки а в масштабе р = 200 Н/мм откладываем все известные силы R\₂, G₂, Ф₂, G₃ , Ф₃, Р_пс перенося их параллельно самим в план сил. Далее через конец вектора Р проводим линию, перпендикулярную оси ОВ до пересечения с прямой, проведённой из точки а параллельно оси звена АВ. Точка

пересечения этих прямых определит модули реакций и Ro₃. Итак,

„ Л19 <*<±U, О

Ра- — - — = 4,7 мм

R₁₂ = 1!_Р • да = 92,865 ■ 23,7 = 2200,9 Н Ro₃ = fjLp - fg = 92,865 • 36 = 3343,14 Н

4.4 Силовой расчёт ведущего звена

Прикладываем к звену 1 в точке А силы R₂₁ = — R₁₂ > ^а

также уравновешивающую силу /у, пока направив её

R12 _	440,6
Мр	92,865
С2 _	30
Мр	92,865
ф2	1472,4
Мр	92,865
G3 _	42 _
Мр	92,865 '
Ф3	1812,7
Мр	92,865
р г ПС	18573
Мр	92,865

— 19,5 мм

предварительно в произвольную сторону перпендикулярно кривошипу OA.

Силой тяжести можно пренебречь, так как она очень мала. В начале из уравнения моментов всех сил относительно точки О определяем Р_у.

1) £М₀(1) = 0, РуОА — R₂ih₃ = 0, откуда

R₂₁-h₃ 2200,9-37

P_v = ——— = = 1292,6 Н

^у OA 63

2) £Р( 1) = 0,

R₂₁ + P_v + G, + R₀₁ = 0,

у

2200,9 1292,6 22

в масштабе ц_Р = 2200,9 / 100 = 22,009 Н/мм

R₂1 2200,9

Ра = — = = 100 мм

\l_v 22,009

Р_у 1292,6 ав = — = = 58,7 мм

ц_р 22,009

G₁ 22 вС = — = = 1 ММ

22,009

Яо! = 11_Р • сР = 22,009 • 81 = 1782,73 Н