Курсовая. Анализ и синтез плоских рычажных механизмов

Название	Анализ и синтез плоских рычажных механизмов
Анкор	Курсовая
Дата	30.12.2022
Размер	179.01 Kb.
Формат файла
Имя файла	Roma_PZ (1).docx
Тип	Курсовая #869752
страница	4 из 6

1 2 3 4 5 6

3. СИЛОВОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ МЕХАНИЗМОВ

При расчете механизма на прочность, жесткость и устойчивость необходимо знать значения и направления реакций в кинематических парах, их можно определить, построив план сил.

В данный механизм входят ведущее звеноO₁A и две группы Ассура 2-го класса CDи ABC.

Начинаем рассматривать наиболее удаленную группу Ассура CD, вычерчиваем ее в том же положении и масштабе, как на схеме. Нагружаем эту группу Ассура всеми действующими на нее силами веса F₄и F₅ (в центрах тяжести) и силами инерции F_И₄; F_И₅- против ускорения

;моментом пары сил

; силой полезного сопротивления F_пс, которая приложена к звену d(S₅) в направлении, противоположном скорости точки приложения (горизонтально влево). В тоску С F_24.Представим эту реакцию в виде двух составляющих -

, направленной перпендикулярно к оси звена CD, и

- вдоль звена CD.

Вторую по удаленности группу Ассура AСВ вычерчиваем ее в том же положении и масштабе, как на схеме. Нагружаем эту группу Ассура всеми действующими на нее силами веса F₃и F₂ (в центрах тяжести) и силами инерции F_И2- против ускорения центра тяжести

; F_И3- против ускорения

; моментом пары сил

и силой

,приложенной в точку С в противоположном направлении

3.1 Определение сил

Определение сил тяжести тяжести производится с помощью коэффициента q= 0,15 Н/мм, выражающего вес одного миллиметра длины звена в ньютонах (Н):

(3.1)

(3.2)

; (3.3)

; (3.4)

; (3.5)

В составе механизма есть ползун, для определения силы тяжести воспользуемся следующей формулой:

F₅=1000

q (3.6)

;
Определяем массу каждого звена, кг:

; (3.7)

кг;

; (3.8)

кг;

; (3.9)

кг;

; (3.10)

кг;

; (3.11)

кг;

Определяем силу инерции каждого звена, Н:

; (3.12)

Н;

; (3.13)

Н;

; (3.14)

Н;

; (3.15)

Н;

; (3.16)

Н;

Определяем момент пары сил инерции для звеньев АВ, CD совершающих сложные движения:

звено СD –

; (3.17)

; (3.18)

;

c^-2.

;
звено AB –

; (3.19)

; (3.20)

;

c^-2.

.
Силовой расчет механизма начинаем с наиболее удаленной от ведущего звена группы Ассура 4 – 5 (CD), состоящей из звеньев 4 и 5. Группу CD вычерчиваем отдельно в масштабе схемы механизма и в том же положении. Прикладываем к ней вместо связей две реакции: F₃₄ представляем в виде двух составляющих: тангенциальной

, направленной перпендикулярно к оси звена CD, и нормальной

 вдоль звена CD.. Кроме этого прикладываем силы веса F₄ и F₅ в центрах тяжести и силы инерции:

 против ускорения тяжести S₄ ;

 против ускорения

. Момент инерции

заменяем парой сил:

, приложенной в точке С против направления углового ускорения звена 4 (₄), и

 в точке D.

Для определения реакций в кинематических парах составляем векторное уравнение равновесия сил, действующих на группу 4 – 5 по порядку звеньев:

. (3.21)
Силы

в уравнение не вписаны, так как это уравнение решается построением плана сил и они взаимно уравновешивают друг друга, но для определения

эти силы надо знать, Н:

Определяем

, входящую в уравнение равновесия, составив уравнение моментов всех сил, действующих на звено CD, относительно точки D.Зададимся правилом знака по часовой “+”,против часовой стрелки “-“:

(3.22)
Отсюда

; (3.23)

.
задаем масштаб плана сил:

, Н/мм. (3.24)

Максимальной силой является сила полезного сопротивления, которую в примере изобразим вектором длиной 200 мм.

Получаем масштаб плана сил, Н  мм^-1:

Н  мм^-1.

Вычисляем длины векторов, мм, изображающих эти силы, поделив их численные значения на масштаб:

; (3.25)

;

; (3.26)

мм;

; (3.27)

мм;

; (3.28)

мм;

(задаемся)

; (3.29)

мм;

От произвольной точки а – начала плана сил параллельно силе

откладываем вектор

изображающий эту силу от конца вектора

параллельно силе

откладываем в том же направлении вектор

и далее векторы всех сил. Через точку l параллельно силе

проводим линию действия

, а через точку a параллельно звену CD – линию действия силы

. Точка пересечения m этих линий определяет силы

, ,

, Н:

; (3.30)

Н;

; (3.31)

Н;

; (3.32)

Н;
Далее следует отсоединить группу Ассура АВС, состоящую из звеньев 2 и 3, двух вращательных кинематических пар – А и В и одной поступательной (при движении ползуна по направляющей), вычертить ее в масштабе схемы. В соответствующих точках приложить действующие силы:

. Реакцию в шарнире А представить в виде двух составляющих –

, а в поступательной паре – в виде F₆₃, перпендикулярной линии хода ползуна. Реакцию со стороны звена 4 на звено 2, полученную из плана сил группы Ассура CD,

приложить в обратном направлении в точке С звена 2

.

Составляем векторное уравнение равновесия сил, действующих на группу Ассура 2 – 3 (АВ), по порядку звеньев:

(3.33)
Силы

в уравнение не вписываем, так как это уравнение решается построением плана сил и они взаимно уравновешивают друг друга. Но для определения

эти силы надо знать, определяем их:

; (3.34)

Н.
Звено O₂B совершает качательное движение относительно оси, не проходящей через центр тяжести, поэтому перенесем силу инерции Fи3 в точку качания звена (точку K), расположенную на расстоянии O₂K:
O₂K= 0,7 ∙ O₂B = 0,7 ∙ 63,3 = 44,31 мм (3,35)

Из уравнения моментов относительно точки В для звена 2 определяем составляющую

, Н:

; (3.36)
отсюда

; (3.37)

-299,47 Н.
Размеры плеч

снимаем с чертежа в миллиметрах. Поскольку знак составляющей

изменился, ее действительное направление не соответствует выбранному, следовательно, меняем его на противоположное

Из уравнения моментов относительно точки В для звена 3 определяем составляющую