Навигация
СИЛОВОЙ РАСЧЕТ РЫЧАЖНОГО МЕХАНИЗМА
21560
знаков
2
таблицы
0
изображений
2. СИЛОВОЙ РАСЧЕТ РЫЧАЖНОГО МЕХАНИЗМА
2.1. Определение сил, действующих на звенья механизма
Вычерчиваем на листе (см. лист 2) кинематическую схему механизма в положении 1 (φ1=45º). Переносим с листа 1 план ускорений механизма и определяем ускорения центров масс звеньев 2, 3, 4 и 5 и угловое ускорение звеньев 2, 3 и 4 (см. п.1.4).
aS5 = aД = πd·μа = 57.3 ·0.224 = 12.84 м/с2 ;
aS4 = πs4·μа = 70.8·0.224 = 15.86 м/с2 ;
ε3 = аτA3B /A3B= τA3B·μа /A3B= 29.5·0.224 /0.1698 = 38,9 1/c2 .
ε4 = аτCД /СD = τДС·μа /DС = 78,4·0,224 /0,57 = 30,8 1/c2 .
Рассчитываем величины сил инерции
Fи5= -m5·аs5 = 34·12.84 = 436.56 Н,
Fи4= -m4·аs4 = 4.2·15.86 = 66.6 Н,
Fи3= -m3·aS3 = 140·2.68 = 375.2 Н,
Fи2= -m2·aS2 = 90·5.35 = 481.5 Н,
и моментов сил инерции
Mи2= -Js2·ε2 = 0.4·12.95 = 5.18 Нм
Mи3= -Js3·ε3 = 1.0·14.87= 14.87 Нм
Mи4= -Js4·ε4 = 6.5·0.81 = 5.265 Нм
Силы инерции прикладываются в центрах масс звеньев: в т. Е, S4, S3, S2 в направлениях, противоположных векторам ускорений центров масс. Моменты сил инерции прикладываем к звеньям 2, 3 и 4 в направлениях, противоположных угловым ускорениям ε2, ε3 и ε4.
Сила производственного сопротивления постоянна на протяжении всего рабочего хода (по условию) и составляет Рпс= 5000 Н.
Кроме силы производственных сопротивлений Рпс, сил инерции Fи2, Fи3, Fи4, Fи5 и моментов сил инерции Ми2, Ми3, Mи4 на звенья механизма действуют силы тяжести G5, G4 , G3, и G2. Определяем силы тяжести
G5= -m5·g = 450·9.81 = 4414.5 Н,
G4= -m4·g = 180·9.81 = 1765.8 Н,
G3= -m3·g = 140·9.81 = 1373.4 Н,
G2= -m2·g = 90·9.81 = 882.9 Н,
Силы тяжести прикладываются в центрах масс звеньев вертикально вниз.
2.2. Замена сил инерции и моментов сил инерции
Для звена 4 заменяем силу инерции Fи4 и момент сил инерции Ми4 одной силой Fи4', равной по величине и направлению силе Fи4, но приложенной в центре качания k4 звена. Для его нахождения вычисляем плечо
hи4 = Mи4/Fи4 = 5.265/941.4 = 0.0056 м,
что в масштабе кинематической схемы µL=0.004 м/мм составляет 1.4 мм, и смещаем силу Fи4 на 1.4 мм параллельно самой себе так, чтобы обеспечить относительно точки S4 момент такого же направления, что и Mи4. Точка пересечения линии действия силы Fи4' и звена 4 дает точку k4 [2].
Для звена 3 заменяем силу инерции Fи3 и момент сил инерции Ми3 одной силой Fи3', равной по величине и направлению силе Fи3, но приложенной в центре качания k3 звена. Для его нахождения вычисляем плечо
hи3 = Mи3/Fи3 = 14.87/375.2 = 0.0396 м,
что в масштабе кинематической схемы µL=0.004 м/мм составляет 9.9 мм, и смещаем силу Fи3 на 9.9 мм параллельно самой себе так, чтобы обеспечить относительно точки S3 момент такого же направления, что и Mи3. Точка пересечения линии действия силы Fи3' и звена 3 дает точку k3 [2].
Для звена 2 заменяем силу инерции Fи2 и момент сил инерции Ми2 одной силой Fи2', равной по величине и направлению силе Fи2, но приложенной в центре качания k2 звена. Для его нахождения вычисляем плечо
hи2 = Mи2/Fи2 = 5.18/481.5 = 0.0108 м,
что в масштабе кинематической схемы составляет 2.7 мм, и смещаем силу Fи2 на 2.7 мм параллельно самой себе так, чтобы обеспечить относительно точки S2 момент такого же направления, что и Mи2. Точка пересечения линии действия силы Fи2' и звена 2 дает точку k2 [2].
2.3. Определение реакций в кинематических парах группы Ассура (4-5)
Определение реакций начинаем с последней присоединенной группы Ассура, т.е. группы (4-5).
Вычерчиваем схему группы (μl = 0.004 м/мм ) в том положении, в котором она находится в механизме в данном положении.
Прикладываем к звену 5 внешние силы Рпс= 5000 Н, G5= 4414.5 Н и Fи5=2304 Н, а к звену 4 - силу Fи4'= 941.4 Н, приложенную в центре качания звена k4 и силу веса G4 = 1765.8 H.
По принципу освобождаемости от связей заменяем действие стойки 0 на звено 5 реакцией R05, перпендикулярной к линии движения ползуна (т.к. силы трения не учитываются). Со стороны отсоединенного звена 3 на звено 4 действует реакция R34, которую представляем в виде нормальной и касательной составляющих Rn34 и Rτ34 (Rn34 направляем вдоль ЕD, а Rτ34 - перпендикулярно ЕD).
Величину и направление реакции Rτ34 определим из уравнения моментов всех сил, действующих на группу (4-5), относительно точки Е
ΣME(Fi) = -Rτ34·ЕD - Fи4·h1 + G4·h2 = 0 ,
откуда
Rτ34 = (G4·h2 -Fи4·h1)/ЕD =
(1765.8·90.43 – 941.4·30.96)/187.5 = 696.2 Н
Поскольку знак Rτ34 из уравнения получен положительным, значит предварительное направление этой составляющей реакции на листе выбрано верно.
Поскольку направления реакций R05 и Rn34 известны, то, применяя принцип Даламбера, записываем условие равновесия группы Ассура
R05 + Рпс + G5 + Fи5 + G4 + Fи4' + Rτ34 + Rn34 = 0 .
Выбрав масштаб μF = 50 Н/мм, строим план сил для группы 4-5, последовательно откладывая векторы сил и замыкая силовой многоугольник от точки пересечения направлений неизвестных реакций R05 и Rn34.
По построенному силовому многоугольнику определяем величины реакций, умножая длину соответствующего вектора на масштабный коэффициент плана сил
R05 = 63.1·50 = 3155 Н
R34 = 175.3·50 = 8765 Н
Применяя принцип Даламбера, записываем условие равновесия звена 4
R34 + Fи4 + G4 + R54 = 0 .
На построенном плане сил по данному векторному уравнению достраиваем недостающий вектор R54, соединяя конец вектора G4 с началом вектора R34. Определяем величину этой реакции
R54 = 148.2·50 = 7410 Н
Похожие работы
... А. Черкудиновым (1959 г.), отразили состояние теории современного учения о механизмах. Одновременно И. И. Артоболевский начинает исследования в области теории механизмов машин автоматического действия: гидравлических, пневматических и гидропневматических. Для современных машин характерны вибрационные явления и существенное изменение массы в процессе работы. Чтобы учесть эти факторы, в большинстве ...
... организации должны представить в двухнедельный срок заключения. 1.8. Технические изыскания на площадке строительства. Технические изыскания выполняются с целью обеспечения решения основных задач проектирования предприятия. Технические изыскания состоят из следующих разделов: 1. В общем разделе приводится характеристика местности под намечаемое строительство, выкопировка из плана местности или ...
... -автомат с тепловым реле шт. 3 50,00 150,00 итого: 1450,00 Суммарные затраты 1769,58 При эксплуатации установки потребляется 5 кВтЧч электроэнергии, что составит 98 рублей. Установка для статической балансировки является исключительно лабораторным стендом и использоваться в качестве промышленной установки не может. Норма расходов на содержание ...
... вызовет динамические давления на подшипники А и В, равные соответственно (рис.2) QA= P1 a + L / L = P1 85 + 340 / 340 » 1,25P1 ; (8) QB = - P1 a / L = - P1 85 / 340 » - 0,25P1 . Если предположить, что статическая балансировка ротора будет выполнена абсолютно точно путем прикрепления корректирующей массы в плоскости балансировочного кольца, то тогда динамическое давления на подшипники ротора ...
0 комментариев