Кинематический и силовой расчет механизма

Уравновешивающая сила – Fур – требуется определить. Сила приложена в точке А перпендикулярно кривошипу. Направление силы выбираем произвольно. Если направление будет выбрано не правильно, то числовое значение силы в результате расчета получится со знаком минус. Это будет означать, что направление силы противоположно указанному на расчетной схеме.

В результате кинетостатичекого (силового) ан

ализа требуется определить силу Fур и силы, действующие в шарнирах.

3.2 Определение реакций кинематических пар в структурной группе (звенья 2-3)

Вычерчиваем в масштабе структурную группу в заданном положении. Для определения реакций отсоединяем от нее стойку в точке O2 и ведущее звено 1 в шарнире А. Прикладываем все действующие силы, соблюдая их направление. Сами силы вычерчиваем без соблюдения масштаба.

Отброшенные связи заменяем силами реакций. В точке А – реакция заменяет действие звена 1 на звено 2. В точке О2 – реакция заменяет действие звена 4 (стойки) на звено 3.

Т.к. направление реакций пока неизвестно, представим их в виде двух взаимно перпендикулярных составляющих.

В точке А приложим две составляющие и . направим вдоль АВ. направим перпендикулярно АВ.

В точке О2 приложим две составляющие и . направим вдоль оси стержня 3. направим перпендикулярно оси стержня 3.

Направление реакций выбираем произвольно. Если в результате вычислений получится знак минус, то следует сменить направление на противоположное. После этого силу следует считать положительной.

Составляем уравнения равновесия:

Измеряем на плане структурной группы длину h1, h2 и h3. Решаем уравнение. Находим значение

Измеряем на плане структурной группы длину h4 и h5. Решаем уравнение. Находим значение

Векторная сумма всех сил, действующих на систему тел находящихся в равновесии равна нулю.

Составляем векторное уравнение равновесия структурной группы

Для облегчения решения векторного уравнения запишем входящие в него силы в определенной последовательности:

1) силы группируются по звеньям;

2) две составляющие одной и той же силы записываются рядом;

3) неизвестные силы записываются по краям уравнения.

Ноль в правой части уравнения означает, что при векторном сложении сил должен получиться замкнутый силовой многоугольник.

Векторное уравнение решаем графически.

Выбираем масштаб построения. Для выбора масштаба плана сил используем самую большую по величине известную силу с таким расчетом, чтобы план сил поместился на запланированной для него площади листа.

Масштаб будет равен

Теперь, чтобы определить длину любого вектора силы на чертеже, необходимо числовое значение силы разделить на масштаб .

План сил строится в той же последовательности, в какой записано векторное уравнение:

1) Для вектора известно только направление. Проводим на листе прямую, параллельную . Берем на прямой произвольную точку 1.

2) Из точки 1 в масштабе строим вектор - приходим в точку 2.

3) Из точки 2 в масштабе строим вектор - приходим в точку 3.

4) Из точки 3 в масштабе строим вектор - приходим в точку 4.

5) Из точки 4 в масштабе строим вектор - приходим в точку 5.

6) Из точки 5 в масштабе строим вектор - приходим в точку 6.

7) Из точки 6 в масштабе строим вектор - приходим в точку 7.

8) Из точки 7 в масштабе строим вектор - приходим в точку 8.

9) Из точки 8 проводим прямую параллельную вектору до пересечения с прямой, которую провели самой первой. Точку пересечения прямых – полюс плана – обозначим .

10) Указываем на плане направления векторов и в соответствии с направлением обхода силового многоугольника – надо из полюса выйти и в полюс вернуться.

11) Используя векторные равенства и строим на плане векторы реакций в шарнире A (вектор ) и в шарнире O2 (вектор )

12) Для определения реакции в шарнире В нужно рассмотреть равновесия одного из звеньев. Запишем векторное уравнение равновесия звена 2:

Т.е. реакцию в шарнире В () можно построить на плане сил, соединив конец вектора с началом вектора .

13) Определить численные значения реакций в шарнирах А, В, О2. Для этого надо измерить длину соответствующего вектора на плане сил и умножить её на масштаб .

R12 = 136 ∙ 10 = 1360 H.

R43 = 82,3 ∙ 10 = 823 H.

 Скачать реферат