Силовой расчет элементарного механизма

Для определения неизвестных сил, действующих на элементарный зажим, записывают и решают уравнение статики. В конце зажима каждый элемент механизма неподвижен под действием всех приложенных к нему сил и их моментов. Равновесие неподвижного элемента можно записать в виде уравнений статики: сумма проекций всех сил на оси X и У и сумма моментов этих сил относительно любой точки равна нулю:

SF_iz = 0

 SF_iу = 0

SM_о(F_i) = 0                                             

Реально в данной задаче этим приемом вы воспользуетесь только при расчете рычажного механизма, так как для клиновых, винтовых, эксцентриковых удобнее использовать эту зависимость между силами в виде готовой расчетной формулы. Формулы имеются в учебной и справочной литературе для всех зажимных механизмов и приведены в следующем разделе этой главы.

Рассмотрим, как решается система уравнений   для рычажного механизма.

Силовой расчет рычажного механизма

Рассмотрим условие равновесия рычага на примере изображенного на рисунке 2.2, чтобы найти неизвестные силы. Рычаг необходимо изолировать от других элементов системы и приложить к нему все действующие силы.

 

 

Рисунок 2.3 – Расчетная схема рычага

В конце зажима рычаг неподвижен под действием моментов от силы реакции заготовки W и усилия со стороны гайки R. (см. рис.2.3).

Чтобы найти неизвестную силу R давления гайки на рычаг, равновесие
неподвижного рычага можно записать в виде уравнения статики.

Например, отсутствие поворота рычага относительно точки О опоры
должно быть записано следующим образом:

SM_о(F_i) = 0                                                 

W´ (L₁+L₂) - R´L₁ = 0

R = W´(L₁+L₂)/ L₁

Чтобы составлять для рычага уравнения в проекциях или рассматривать сумму моментов всех сил относительно любой другой точки кроме шарнирной опоры, необходимо освободить рычаг и от опоры, заменив ее действие реакциями связи.

 

Формулы для силового расчета элементарных зажимных механизмов

Наиболее часто в приспособлениях используют клиновой (а), винтовой (б), эксцентриковый (в), рычажный (г) элементарные зажимы (см. рис.2.4).

 

Рисунок 2.4 - Элементарные зажимные механизмы

Каждый из этих механизмов обеспечивает зажим заготовки с силой W которая зависит от усилия привода (источника энергии) Q и конструктивных параметров зажима (например, от угла клина, размеров плеч рычага).

Когда к зажимному механизму прикладывают внешнюю силу Q, она трансформируется в силу зажима заготовки W, которая обычно больше Q в несколько раз (в «i» раз). W = iQ, или Q = iW. Коэффициент i называют коэффициентом усиления зажима, его варьируют, меняя конструктивные параметры механизма.