Силовой анализ. Силовой анализ механизма
 Скачать 0.57 Mb.
|
|
Силовой анализ механизма. Известны размеры звеньев: LO1A = 60 мм, LO1O3 = 120 мм, LO3B = 150 мм, LAB = 150 мм, LBC = 150 мм, nO1A = 100 мин, φ = 30˚. Дополнительные данные:  Из кинематического анализа получены следующие значения ускорений:    ;  Необходимо определить: реакции в кинематических парах О, А, В, С:  – реакция со стороны стойки на звено ОА; – реакция в кинематической паре между звеньями ОА и АВ; – реакция в кинематической паре между звеньями АВ и ВС; – реакция со стороны стойки на звено ВС;уравновешивающую силу  , приложенную в кинематической паре А и направленную перпендикулярно к ведущему звену ОА.Решение Механизм состоит (рис.5) из ведущего звена 1 (ОА) и группы 2–3 (звенья АC и ВO).  Рисунок 5 - Кривошипно-коромыслового механизм: план механизма в заданном положении с указанными внешними силами, действующими на звенья механизма. Определим все внешние силы, действующие на механизм. На звенья механизма действуют силы тяжести звеньев  , силы инерции звеньев  , приложенные в центрах тяжести звеньев  , соответственно, и моменты инерции звеньев, совершающих неравномерное вращательное движение  Масса звеньев механизма по условию: m1=10кг; m2=40кг; m3=20кг; Определим вес звеньем механизма по формуле  ,  .Вес кривошипа ОА  ;масса шатуна АС  ;масса коромысла ВO  ;Силы инерции звеньев определим по формуле  , где  – ускорение центра тяжести звена.Сила инерции кривошипа ОА  Сила инерции кривошипа АC  Сила инерции кривошипа АC  Моменты инерции масс звеньев–стержней относительно оси, проходящей через центр масс по условию:  .Моменты инерции сил звеньев-стержней определяются по формуле  , где  - угловое ускорение звена-стержня.Момент инерции сил кривошипа ОА:  Момент инерции сил шатуна АС:   Момент инерции сил шатуна ВО:  Для звена 2 приведем момент инерции  и силу инерции  приведем к одной силе  . Линия действия силы будет находится от центра тяжести  на расстоянии  . .Сила должна вращать звено относительно точки в том же направлении, в котором вращает звено AC относительно точки A (т.е. по часовой стрелке). Для этого необходимо сместить в сторону точки A. Точка пересечения линии действия силы и звена AC является точка качания  .Для звена 3 приведем момент инерции  и силу инерции  приведем к одной силе  . Линия действия силы будет находится от центра тяжести  на расстоянии  . .Сила должна вращать звено относительно точки в том же направлении, в котором вращает звено ВО относительно точки О (т.е. по часовой стрелке). Для этого необходимо сместить в сторону точки В. Точка пересечения линии действия силы и звена ВО является точка качания  .Силовой расчет структурной группы 2–3, состоящей из звеньев АС и ВО, трех вращательных пар А, В, С (рис.6).  Рисунок 6. Силовой расчет структурной группы 2–3: силовая схема. На эту группу действуют известные по величине и направлению силы   . Эту группу освобождаем от связей и прикладываем вместо них две реакции  и  в шарнирах А и О соответственно.Реакцию  раскладываем на две составляющие: .Реакцию аналогично раскладываем на две составляющие: .Для того, чтобы найти  рассмотрим равновесие звена 2. Запишем уравнение равновесия моментов сил относительно шарнира В для звена 2: =0 Для того, чтобы найти  рассмотрим равновесие звена 3. Запишем уравнение равновесия моментов сил относительно шарнира O для звена 3: =0 Неизвестные составляющие  и  находим графически из плана сил согласно уравнению равновесия всех сил для структурной группы 2-3: 0Строим план сил группы 2-3 в масштабе  : Рисунок 7. Силовой расчет структурной группы 2–3: план сил. Отсюда:    ;  .Силовой анализ ведущего звена 1:  =0Строим план сил звена 1 в масштабе (рисунок 9):Из плана сил получим:  ;  ; Рисунок 8. Силовой расчет ведущего звена 1: силовая схема.  Рисунок 9. Силовой расчет ведущего звена 1: план сил. |