Пояснительная записка. Проектирование машинного агрегата

• Название: Проектирование машинного агрегата
• Дата: 29.05.2020
• Размер: 1.28 Mb.
• Имя файла: Пояснительная записка.docx
• Тип: Курсовая; #126481
• страница: 9 из 9

Силовой расчёт рычажного механизма

Целью силового расчета является определение реакций в кинематических парах и уравновешивающей силы или уравновешивающего момента, приложенных к кривошипу.

При силовом расчете связанной системы, какой является механизм, применяют принцип Даламбера совместно с принципом освобождаемости от связей.

Согласно принципу Даламбера, механизм может рассматриваться как находящееся в равновесии система, если по всем внешним силам, действующем на него, добавить силу инерции и момент сил инерции.

Уравнения равновесия, записанные с учетом сил инерции, называют уравнениями кинетостатики.

Согласно принципу освобождаемости можно отбросить отдельные связи и прикладывать к системе соответствующие этим связям реакции, что позволяет расчленять механизм на статически определимые группы звеньев, какими являются группы Асура.

1. Определение силовых факторов

При силовом анализе механизмов предполагаем, что давление в кинематических парах распределяется по прилегающим поверхностям, и расчёт ведём без учёта сил трения. Направление равнодействующей давлений в кинематической паре принимается по общей нормали с соприкасающимися поверхностями. Следовательно, результирующая давлений по цилиндрической поверхности вращающей пары проходит через центр шарнира. Величина и направление этой реакции неизвестны, так как они зависят от величины и направления заданных сил, действующих на звенья кинематической пары. В поступательной паре результирующая реакция направлена перпендикулярно к направляющим, но величина и точка её приложения неизвестны. Таким образом, низшие кинематические пары имеют по два неизвестных параметра. В высшей паре реакция приложена в точке соприкосновения профилей звеньев и направлена по общей нормали к ним, то есть для высшей кинематической пары неизвестным является только один параметр – величина реакции.

Массы звеньев:

;

;

;

.

Силы инерции для звеньев механизма определяем по формуле:

.

Момент инерции шатунов:

;

.

Момент пары сил инерции определяем по формуле:

,

где – осевой момент инерции -го звена относительно оси, проходящей через его центр масс

– угловое ускорение -го звена

Результаты расчётов сводим в таблицу 7.1.

Таблица 7.1

Силовые параметры механизма

Наименование звеньев	2	3	4	5
Масса звеньев , Нг	10,92	21,84	10,92	21,84
Вес звеньев , Н	107,13	214,25	107,13	214,25
Величина вектора ускорения	55,80	35,00	85,80	87,80
Величина силы инерции , Н	609,34	764,40	936,94	1917,55
Величина углового ускорения	214,84	-	119,51	-
Момент инерции звена	0,121	-	0,121	-
Инерционный момент	25,90	-	14,41	-

2. Силовой анализ группы Ассура 4-5

Вычерчиваем отдельно группу 4-5 в масштабе. Связь этой группы со звеном 1 и напраляющей ползуна заменяем силами и соответственно. Прикладываем к группе все внешние силы: силы и в точке ; сила в точке . Прежде чем составлять уравнение статики, необходимо, на основании принципа Даламбера, уравновесить систему с помощью сил инерции.

Перейдём к определению реакций в кинематических парах.

: ;

.

Уравнение равновесия будет иметь вид:

.

Для построения плана сил выбираем масштаб: .

Размеры векторов сил на плане:

;

;

;

;

;

.

Строим замкнутый многоугольник сил согласно векторному уравнению.

Получаем:

;

;

.

3. Силовой анализ группы Ассура 2-3

Вычерчиваем отдельно группу 2-3 в масштабе. Связь этой группы со звеном 1 и напраляющей ползуна заменяем силами и соответственно. Прикладываем к группе все внешние силы: силы и в точке ; сила в точке . Прежде чем составлять уравнение статики, необходимо, на основании принципа Даламбера, уравновесить систему с помощью сил инерции.

Перейдём к определению реакций в кинематических парах.

: ;

.

Уравнение равновесия будет иметь вид:

.

Для построения плана сил выбираем масштаб: .

Размеры векторов сил на плане:

;

;

;

;

;

.

Строим замкнутый многоугольник сил согласно векторному уравнению.

Получаем:

;

;

.

4. Силовой анализ ведущего звена

Ведущее звено не является статически определимым, так как для него . Для достижения равновесия к кривошипу необходимо приложить дополнительную силу и момент сил. Эту силу условно называют уравновешивающей. Физический смысл этой силы заключается в том, что она приложена к кривошипу со стороны двигателя и является по сути дела движущей силой для рабочих машин. Для машин – двигателей эта сила будет являться силой сопротивления.

Определим величину уравновешивающей силы:

: ;





Величину опорной реакции определяем из уравнения статики:

.

Для построения плана сил выбираем масштаб: .

Размеры векторов сил на плане:

;

.

Строим замкнутый многоугольник сил согласно векторному уравнению.

Получаем:

.

Список литературы

1. 
   К. В. Фролов. Теория механизмов и машин - М: Высшая школа 1987 - 496 с, ил.
   
2. 
   П. Ф. Дунаев, О. П. Леликов. Конструирование узлов и деталей машин. - М.: Высшая школа, 2003 - 447 с, ил
   
3. 
   Ряховский О. А., Иванов С. О. Справочник по муфтам. - Л: Политехника. 1991 - 384 с, ил
   
4. 
   Т. П. Миловидова. Детали машин и основы конструирования: методические указания по оформлению курсового проекта. - СПб: СПГУВК, 2004 - 25 с.
   
5. 
   Т. П. Миловидова Детали машин и основы конструирования. Проектирование машинного агрегата. Часть I - СПб: СПГУВК, 2006 – 47 c.