6.6. Силовой расчет исходного механизма

Силовой расчет исходного механизма проводится после определения реакций в кинематических парах структурных групп. Звено 1 исходного механизма находится под действием таких сил и моментов: силы тяжести G₁, главного момента сил инерции M_и1, реакции со стороны шатуна 2 , реакции со стороны шатуна 4 , реакции со стороны стойки 0 . Реакции и известны по величине и по направлению, они определяются по третьему закону Ньютона как

,

,

где и – реакции определены при силовом расчете структурных групп.

Следовательно, в исходном механизме остаются неизвестными величина и направление реакции . По принципуД’Аламбера исходный механизм пока не будет находиться в равновесии (хотя к нему и приложении момент инерции M_и1), поскольку неизвестных величин две, а уравнений равновесия – три (например, два уравнения проекций и одно уравнение моментов), т.е. число уравнений больше числа неизвестных.

Звено 1 приведено в равновесие с помощью уравновешивающего момента.

Рис. Плана сил исходного механизма уравновешенного моментом М_у.

Уравнение равновесия, которое представленное в виде уравнения моментов относительно точки O, имеет вид:

,

где , – плечи соответствующих сил, мм.

Условие равновесия звена 1 при уравновешивании моментом

(Н/мм).

мм;

мм;

мм;

Векторные уравнения решаются графическим способом при помощи метода плана сил. Реакция определяется как замыкающий вектор в этих уравнениях.

Н

6.7. Метод н.Е. Жуковского

Метод Жуковского позволяет определить уравновешивающую силу механизма, не прибегая к определению реакций в кинематических парах.

Теорема, сформулированная Н.Е. Жуковским, о жестком рычаге: если какой либо механизм под действием сил , , … находится в равновесии, то и в равновесии находится и повернутый на 90 план скоростей, рассматриваемый как жесткий рычаг, поворачивающийся вокруг полюса и нагруженный теме же силами , , … , которые расположены в одноименных точках плана скоростей.

Для определения уравновешивающей силы по методу рычага Жуковского в рассматриваемом кривошипно-ползунном механизме двигателя следует:

1. Построить повернутый на 90 план скоростей (рис. 6.8).

2. В точки , переносят паралельно самим себе силы тяжести , и силы инерции , , в точки и перемещают параллельно самим себе силы давления газов, инерции и тяжести , , и , , соответственно.

Момент инерции заменяют парой сил и прикладывают в точках a и b повернутого плана скоростей

.

Пара сил и приложена таким образом, чтобы направление этой пары совпадало с направление момента , приложенного в структурной группе 2-3.

Момент инерции заменяют парой сил и прикладывают в точках c и d повернутого плана скоростей

.

Пара сил и приложена таким образом, чтобы направление этой пары совпадало с направление момента , приложенного в структурной группе 4-5.

Момент инерции заменяют парой сил и прикладывают в точках a и p_V повернутого плана скоростей

.

Пара сил и приложена таким образом, чтобы направление этой пары совпадало с направление момента , приложенного в исходном механизме.

3. Рассматривая повернутый план скоростей как жесткий рычаг составляют уравнение моментов относительно полюса p_V плана скоростей.

где , , , , , , , , , , – плачи соответствующих сил на повернутом плане скоростей относительно полюса .

Для удобства вычислений силы и их плечи желательно представить в виде таблицыю

Таблица

Плечо силы	Значение, мм	Действующая сила	Значение силы, Н
	98		427,73
	59		7687
			45,51
			50
	26		99,25
	53		100
	78,5		8,58
	7,5		8,58
	43		565
			50
			36,285
	18,5		88,56
	45		100
	87		8,58
	2		8,58

Откуда

Уравновешивающий момент будет равен

Нм

Для проверки правильности вычислений уравновешивающей силы или уравновешивающего момента необходимо вычислить погрешность, которая должна составить не более

.