Розділ 2 Силовий розрахунок механізму

Для виконання другої частини другого листа проекту використовуємо дані, які отримані в результаті кінематичного аналізу.

1. Побудувати в масштабі діаграму сил корисного опору для робочої машини або індикаторні діаграму для машини – двигуна і показати на ній всі положення вихідної ланки з використанням планів механізму. При цьому слід мати на увазі, що сила корисного опору (для робочих машин) діє тільки тоді, коли її вектор напрямлений проти руху вихідної ланки. За допомогою діаграми сил (індикаторних) визначити в усіх положеннях механізму сили, що діють на вихідну ланку.

2. Визначити сили енергії F_ін і моменти сил М_ін інерції ланок механізму. Вектори сил F_ін напрямлені в протилежну сторону до напрямків відповідних векторів прискорень а_S, а моменти М_ін напрямлені протилежно до відповідних кутових прискорень e.

3. Виділити структурну групу, яка була останньою приєднана до механізму при його створенні. Виконати її креслення в обраному масштабі і обчислити масштабний коефіцієнт m _l.

4. До ланок групи прикласти сили F₀ або моменти опори (в двигунах рушійні сили чи моменти М_р), сили ваги G_i, сили інерції та моменти М_ін сил інерції. В зовнішніх кінематичних парах групи прикласти реакції R_ij та R_кп від’ємних ланок (кожна реакція позначається двома індексами: перший показує з боку якої ланки прикладена реакція, а другий до якої ланки її прикладено). В обертальних кінематичних парах реакції розкладаються на дві складові: нормальну Rⁿ_ij, напрямлену вздовж вибраної осі, і тангенціальну R^t_ij, напрямлену перпендикулярно до цієї осі. В поступальній парі реакція напрямлена перпендикулярно до напрямної, вздовж якої рухається повзун.

5. Величини R^t_ij тангенціальних складових реакцій визначаємо з рівнянь моментів, записаних для ланки або групи, а нормальні складові Rⁿ_ij, і повні реакції R_ij = Rⁿ_ij + R^t_ij – з векторного многокутника сил. Реакцію у внутрішній кінематичній парі структурної групи визначаємо із рівняння геометричної суми сил по одній із ланок. Розв’язування цього рівняння здійснюється з’єднанням двох точок на побудованому плані сил для структурної групи.

6. Виконуємо розрахунок наступної структурної групи. Послідовність розрахунку повторюється.

7. Виконуємо розрахунок вхідної ланки. Визначаємо зрівноважувальну силу F_зр (або М_зр) та реакцію R₀₁ в кінематичній парі стояк-кривошип.

8. Використовуючи побудовані плани але на листі, визначаємо дійсні значення реакції в кінематичних парах і зрівноважувальну силу.

9. Для заданого положення механізму визначаємо зрівноважувальну силу використовуючи “жорсткий” важіль М.Е. Жуковського. Враховуємо усі діючі сили, включаючи сили iнерції всіх ланок. На “жорсткому” важелі моменти сил треба зображати парою сил.

10. Порівняти значення зрівноважувальної сили, отриманої планом сил та методом Жуковського. Відносна похибка не повинна перевищувати 7 відсотків.

2.3.7 Запитання для самоперевірки

1. Структурний аналіз важільного механізму (назва ланок, число ступенів вільності, кінематичні пари).

2. Визначення масштабу побудови планів механізму.

3. Синтез важільних механізмів.

4. Основний принцип утворення механізмів (за Ассуром). Відмінність механізму від кінематичного ланцюга.

5. Пасивні зв`язки і зайві ступені вільності.

6. Основні задачі та методи кінематичного дослідження механізмів. Послідовність кінематичного дослідження багатоланкових важільних механізмів.

7. Побудова планів швидкостей та прискорень. Властивості планів.

8. Знаходження значення і напрямку кутових швидкостей і прискорень ланок.

9. Абсолютне і відносне прискорення. Нормальне, дотичне і Коріолісове прискорення. Визначення їх величини та напрямку.

10. Суть методу замкнених векторних контурів у кінематичному дослідженні механізмів.

11. Аналоги швидкостей та прискорень, їх фізичний зміст, визначення швидкостей та прискорень методом замкнених векторних контурів.

12. Задачі силового розрахунку механізмів та їх практичне значення.

13. Яким методом користуються при силовому розрахунку механізмів?

14. Характеристика сил, що діють на ланки механізму.

15. Сили (моменти сил) інерції та їх визначення.

16. На які групи розчленовується механізм при силовому дослідженні? З якої групи розпочинається дослідження і чому?

17. Статична визначеність структурної групи.

18. Принцип Д`Аламбера.

19. Визначення реакції у кінематичних парах.

20. Зрівноважувальна сила та зрівноважувальний момент, їх фізичний зміст. Зв`язок між зрівноважувальною і зведеною силами.

21. На яких принципах механіки базується “важіль” Жуковського? Визначення потужності на вхідній ланці механізму.

ВИЗНАЧЕННЯ МОМЕНТУ ІНЕРЦІЇ

ТА РОЗМІРІВ МАХОВИКА