2.Силовой расчёт механизма


2.1 Начальные данные.

Силовой расчет механизма проводится для одного положения, задаваемого числовым значением угловой координаты начального звена,

1=300

Угловая скорость и ускорение равны соответственно:

1= −4,81 с-2

Геометрические параметры механизма: LOA=0,389 м LAB=1,89 м

Сила, действующая на механизм в этом положении:

Вес звена 2 и 3: G2=80 H G3=200 H


Момент сопротивления: МС=-1319 Н∙м



2.2 Построение механизма.

На листе вычерчиваем схему механизма, выбрав масштаб построения,

l =120 мм/м

Тогда lОА=46.68 мм lАВ=226.8мм las2=54.43мм



2.3 Нахождение скоростей точек механизма.

Рассматриваем Звено 1: VA=1LOA=13,596∙0,389=5.28 м/с

Рассматриваем Звено 2-3:

будем строить план скоростей в масштабе V=20

||OxOAAB

Из построения находим:


Точка S2 лежит на звене 2 и делит её в той же пропорции, что и на плане скоростей. Т.е. можно составить отношение и отсюда найти положение точки S2 на плане скоростей. Далее находим скорость VS2 :


Определим угловую скорость звена 2:


2.4 Определение ускорений точек механизма.

Звено 1:

составляем векторное уравнение:

т.к. траекторией точки В является прямая, то нормальная составляющая ускорения равна 0, тогда:


м/с2




||Ox ||OAOA ||ABAB

Определяем нормальную составляющую ускорения звена 2:

м/с2


Будем строить план ускорений в масштабе:

мм мм

мм


Из плана ускорений определяем:


Тогда действительные величины ускорений будут пересчитываться по формуле:

(2.1)


с учётом этой формулы:






Находя положение точки S2 на звене 2 аналогично тому, как это делалось в пункте 2.3 получаем:

as2=0,28ab=0,24∙122.9=29.49 мм

измеряя величину отрезка обозначающего ускорение точки S2, получаем:





2.5 Определение значений и направлений главных векторов и главных моментов сил инерции для заданного положения механизма.


необходимые для расчётов величины:

m2=8 кг m3=20 кг IS1=205.5 кгм2 IS2=0,167 кгм2


1). Определяем силы инерции:

ФS1=0 , т.к. центр масс 1-го звена неподвижен.




знак минус в формуле указывает на то, что вектор силы инерции направлен в сторону, противоположную соответствующему ускорению.


2). Определяем моменты сил инерции:


Мф1=−1IS1 => Мф1=4.81∙205.5=988.45 Н∙м

Мф2=−2IS2 => Мф2=153.05∙0,167=25.55 Н∙м

знак минус в формуле указывает на то, что моменты сил инерции направлены в сторону, противоположную соответствующему угловому ускорению.



2.6 Силовой расчёт.

Силовой расчет проводится по графоаналитическому способу (при решении используют алгебраические уравнения моментов сил и векторные уравнения для сил, приложенных к звеньям механизма). Механизм при силовом расчете расчленяют на статически определимые группы звеньев (группы Ассура).

Задачу решаем с того звена, к которому приложена известная сила. В нашем случае это звено-3 и сила, приложенная к звену – это сила сопротивления





1). Группа звеньев 2-3:

записываем уравнение моментов относительно точки В:



(2.2)


строим изображение звеньев 2 в масштабе L=120 мм/м

измеряя плечи сил ФS2 и G2, получаем соответственно:

ZН1=150.16 мм и ZН2=170.93 мм

Для определения h рассматривается звено 3.Сумма моментов относительно т. В:


из соотношения (2.2) определяем значение реакции :





Рассматриваем двухповодковую группу Ассура и записываем для неё уравнение равновесия (уравнение Даламбера):

Строится план сил в масштабе F=0.01 мм/м, из построений: