Кинетостатический анализ механизма

Задачи расчета – определение сил, действующих на звенья механизма и в кинематических парах.

В силовом расчёте кинематическую цепь разбивают на группы Ассура, которые являются статически определимыми. Расчёт ведётся путём последовательного рассмотрения условий равновесия каждой группы, начиная с наиболее удаленной от исходного механизма, последним рассчитывается ведущее звено.

3.1. Силовой расчет методом планов

Силовой расчет методом планов позволяет определить реакции в кинематических парах и уравновешивающий момент. Этот метод прост, нагляден и достаточно точен для инженерных расчетов.

3.1.1. Силовой расчет структурной группы II класса 2 порядка

Структурная группа состоит из шатуна АВ и ползуна.

Перенесем звено АВ с разметки механизма и в точке А освободим его от связей, отбросив звено 1 и заменив действие этого звена реакцией , которое, в свою очередь, имеет нормальную и тангенциальную составляющие.

К звеньям группы прикладываем силы тяжести, инерции, полезного сопротивления, реакции связей. На схеме нагружения (рис. 3.1.1) силы изображаем отрезками произвольной величины, но строго выдерживая направления этих сил. Силу полезного сопротивления направляем в сторону противоположную скорости. Силы инерции направляем в сторону противоположные ускорению соответствующих точек.

Рис. 3.1. Схема нагружения структурной группы

Сила полезного сопротивления определяется по диаграмме сил, данной в задании на курсовой проект.

Для нахождения силы полезного сопротивления перенесем с разметки механизма крайние положения и в масштабе построим диаграмму рис. 3.1.2:

Рис. 3.2.

Масштабный коэффициент примем:

Значение силы полезного сопротивления найдем как

.

Определим силу инерции ползуна:

, (3.1)

Н.

Силы инерции звена АВ:

, (3.2)

Н.

Определим силу тяжести ползуна:

(3.3)

Н.

Определим силу тяжести звена АВ:

(3.4)

Н.

Момент – направлен в сторону противоположную угловому ускорению.

дана в задании.

Н м.

Запишем уравнение равновесия шатуна относительно точки В:

(3.5)

Из уравнения (3.3) выразим :

(3.6)

Запишем условие равновесия системы сил, действующих на структурную группу:

. (3.7)

Решим уравнение (3.7) графически (рис. 3.1.4).

Выберем масштабный коэффициент .

Последовательно строим вектора всех сил в соответствии с уравнением (3.7) так, чтобы неизвестные реакции и строились в последнюю очередь. Пересечение линий действия этих двух векторов дадут решение данного уравнения. На рис. 3.1.3 представлен план сил для структурной группы в положении №2 механизма.

Рис. 3.3. План сил структурной группы. Положение №2.

Определим численные значения неизвестных реакций:

,

Н.

,

Н.

,

Н.

Полученные значения вычислений и построений заносим в таблицу4.

Таблица 4

№2	547, 25	9975, 2	1572, 38	10098, 4	163, 8	349, 23	7667, 88	3635, 59
№3	1692, 9	2569, 5	2569, 5		163, 8	349, 23	5102, 9	1286, 57	1362, 5