реконструкция. Звена
 Скачать 6.05 Mb.
|
|
5. Определение уравновешивающей силы с помощью теоремы Жуковского Для определения уравновешивающей силы, воспользуемся теоремой В.И. Жуковского: если механизм под действием системы силовых факторов, приложенных к характерным точкам механизма, находится в равновесии, то в равновесии будет находиться повернутый на 90º план скоростей, рассматриваемый как жесткий рычаг вращающейся вокруг полюса плана и нагруженный той же системой силовых факторов приложенных к одноименным точкам планов. Построим для четвертого положения механизма повёрнутый на 90º по ходу вращения кривошипа план скоростей, в масштабном коэффициенте.  .На повернутый план скоростей переносим вектора сил, действующие на звенья, в соответствующие точки в том направлении, в котором они действуют. При этом приложенные к звеньям 2 и 4 моменты пар сил инерции заменяем парами сил:  , (5.1)где  и  - силы, образующие пару сил, Н; - моменты пар сил инерции i-го звена, Н·м; - длина i-го звена, м.Рассчитаем по формуле (5.1) пары сил, действующие на звенья:  , .Силы  ,  приложены в крайних точках звена.Линия действия уравновешивающей силы перпендикулярна звену OA. По методу Жуковского, сумма моментов всех сил  , включая силы инерции и уравновешивающую силу, относительно полюса плана скоростей р равна нулю: , , (5.2) (5.3)Измеряем плечи моментов на плане:  , , , , , , , , , .Подставляя все найденные значения в формулу (5.3) и произведем вычисления, получим:  .Высчитаем момент уравновешивающей силы:  .Определим относительную погрешность, допущенную при определении уравновешивающего момента двумя способами:  , (5.4)где  ,  - максимальное и минимальное значения уравновешивающего момента, полученные в результате двух расчетов, Н.Подставляя полученные значения в формулу (5.3), получим:  Данная погрешность получена в результате применения графоаналитического метода расчёта и округления численных значений и является допустимой. Динамический анализ плоского рычажного механизма .1 Определение значений фазовых углов рабочего и холостого хода Определим пределы рабочего хода механизма. Рабочий ход в одну сторону и холостой в обратную соответствует углу поворота или линейному перемещению ведомого звена от одного крайнего положения до другого. Эти ходы равны. Однако с целью увеличения К.П.Д. механизма желательно, чтобы ведомое звено при холостом ходе быстрее возвращалось в положение рабочего хода. Это условие выполняется, если угол поворота ведущего звена, соответствующий холостому ходу, будет меньше, чем соответствующий рабочему. Для определения пределов рабочего хода проанализируем план положений механизма. В состав механизма входят два ползуна, являющихся ведомыми (выходными) звеньями. Рабочим ходом является фаза, в которой ползуны движутся в сторону, противоположную направлению силы полезного сопротивления. .2 Определение Fу и Fп Построим 12 рычагов Жуковского для определения уравновешивающей силы. Для этого используем 12 планов скоростей соответствующих построенным кинематическим схемам. Перенесем на планы скоростей все внешние силы, действующие на механизм, предварительно повернув их в противоположную сторону вращения кривошипа на  . Поскольку сила полезного сопротивления ( ) действует только при рабочем ходе, перенесем ее на те планы скоростей, которые соответствуют рабочему ходу. Уравновешивающую силу ( ) перенесем в точку  всех планов скоростей, силы тяжести - во все точки центров масс соответственно. Силы инерции и моменты пар сил инерции не учитываем.Представим план скоростей в виде жесткой системы, закрепленной (условно) в полюсе р. Силы, приложенные к ней, создают вращающие моменты. Чтобы система находилась в равновесии, необходимо уравновесить моменты вращения. Составим уравнение равновесия:  (6.1).3 Построение диаграммы приведенных моментов движущих сил Для нахождения момента сил необходимо найти приведенную силу  , которая по модулю равна уравновешивающей силе, но направлена в противоположную сторону. Силу уравновешивающую найдем из уравнения моментов составленного для каждого положения механизма, относительно полюса (6.1).Составим уравнения моментов для каждого положения механизма: 0)  )  )  )  )  )  )  )  )  )  )  )  Из последних равенств найдем величины уравновешивающей силы (  ) для всех двенадцати положений механизма:)  )  )  )  )  )  )  )  )  )  )  )  Отрицательные значения уравновешивающих сил говорят о том, что необходимо изменить направление силы в противоположную сторону. Определяем силу приведения ( ): Для нулевого положения:  Для остальных положений расчет ведется аналогично. Момент приведенных сил для нулевого положения найдем по формуле:  где  - приведенная сила, Н; - длина звена  , м.Аналогично рассчитываем силу приведения и момент приведенных сил (  , ) для остальных положений механизма, и сводим их в одну таблицу 6.Таблица 6 - Силы приведения и моменты приведенных сил
Для построения диаграммы приведенных моментов сил рассчитываем масштабные коэффициенты. Масштабный коэффициент оси угла поворота:  где L - произвольно выбранное расстояние от 0 до 12 положения механизма на диаграмме, мм. Масштабный коэффициент оси момента приведенных сил:  где  - максимальный момент приведенных сил (см. таблицу 5), Н·м; - расстояние, изображающее максимальный момент приведенных сил на диаграмме, мм.Переведем все приведенные моменты через масштабный коэффициент в линейные значения:          | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
