1. Составляем схему нагружения структурной группы 2-3.

Схема нагружения составляется для определенного положения механизма (см. рисунок 2). Для этого на схеме положения структуной группы указываются все силы. При этом соблюдаются:

а) точка приложения силы; б) направление действия силы.

С плана положений механизма переносим заданное положение группы в масштабе (рис. 24).

1.1. В центрах масс и прикладываем силы тяжести звеньев и , и направляем их вертикально вниз.

1.2. В этих же центрах масс прикладываем силы инерции звеньев и , направляя их противоположно векторам соответствующих ускорений и (см. векторы и на плане ускорений).

1.3. Момент пары сил инерции шатуна 2 направляем противоположно угловому ускорению

1.4. Момент пары сил инерции ползуна 3 равен нулю, так как

1.5. Сила полезного сопротивления действует на ползун 3 навстречу его движению в рабочем ходе механизма, то есть противоположно направлению скорости (см. вектор на плане скоростей).

1.6. Реакция в поступательной паре D направлена перпендикулярно направляющей (вертикально).

Рис. 24. Схема нагружения структурной группы 2-3

1.7. Реакцию во вращательной паре А (давление кривошипа 1 на шатун 2) раскладываем на две составляющие:

,

– направлена вдоль оси звена, – перпендикулярно к оси звена 2 (АВ).

2. Составим схему нагружения звена 1.

Для этого с плана положений механизма переносим заданное положение кривошипа ОА в масштабе (рис. 25).

2.1. В центре масс S₁ прикладываем силу тяжести этого звена G₁.

2.2. Силу инерции кривошипа не определяем, так как он уравновешен и его центр масс S₁ находится на оси вращения О (а_S1 = 0).

2.3. Момент пары сил инерции кривошипа 1 направляем противоположно угловому ускорению .

2.4. Уравновешивающую силу , прикладываем в точке А и направляем перпендикулярно линии кривошипа ОА (в сторону его угловой скорости .

2.5. Реакцию во вращательной паре О (давление стойки О на кривошип 1) раскладываем на две составляющие:

направлена вдоль оси звена, перпендикулярно к оси звена 1 (ОА).

Рис. 25. Схема нагружения звена 1

Определим силы, действующие в кривошипно-ползунном механизме.

3. Составление плана сил структурной группы 2-3.

Схема нагружения группы 2-3 представлена на рисунке 24.

3.1. Составляем уравнение равновесия всех сил, действующих на структурную группу 2-3:

‖АВ

3.2. В соответствии с этим уравнением строим план сил в масштабе (рис. 26).

Рис. 26. План сил структурной группы 2-3

3.3. Выбираем произвольную точку, принимая ее за полюс плана сил.

3.4. Через начало вектора подводим линию действия (параллельно АВ) до пересечения с линией действия силы (вертикально), проведенной через конец вектора .

Точка пересечения линий действия сил и определяет их величину.

3.5. Соединив начало вектора с концом , получим реакцию в кинематической паре А.

3.6. Построив вектор из конца вектора в начало , замкнем силовой многоугольник ползуна 3 (рис. 26 ).

и получим реакцию во внутренней вращательной паре В (давление шатуна 2 на ползун 3).

3.7. Точкой приложения силы будет точка D, совпадающая с точкой В, так как силы , и , действующие на ползун 3, проходят через эту точку.