Силовой расчет рычажного механизма .

Исходные данные:

сила полезного сопротивления, Q =1400 H;

масса кулисы 3, m₃ = 20 кг;

масса ползуна 5, m₅ = 50 кг;

диаметр цапф вращательных пар, d_Ц =40 мм;

коэффициент трения, f_тр =0,1

Определение сил инерции.

Определяем силы инерции звеньев механизма:

-20*2,15=-43 Н

-50*2,6=-130 Н

Cилу инерции прикладываем в точке К:

О₂К = 2/3*386=257,3 мм

Определяем силы тяжести звеньев:

G₃ = m₃ × g = 20*9,8=196 Н

G₅ = m₅ × g = 50*9,8=490,0Н

 

2.2. Расчет диады II (4−5).

 

Изображаем диаду со всеми приложенными к ней силами. Действие отброшенных звеньев заменяем реакциями связей и , которые подлежат определению.

Из условия равновесия ползуна 4:

Составляем условие равновесия диады II (4,5):

∑

Уравнение содержит две неизвестные величины реакций R₅₀, R₄₃ и решается графически. Строим план сил на основе уравнения равновесия. Для построения плана выбираем масштаб сил Кр:

1400/140=10 Н/мм

 

Из плана сил имеем:

49*10=490 Н

153*10=1530 Н

Расчет диады II (2-3).

Следующей изображаем диаду II (2-3) со всеми приложенными к ней силами (см. граф. часть).

Действие отброшенных звеньев заменяем действием реакций связей R₂₁ и R₃₀, которые требуется определить. Действие отброшенного звена 4 на третье звено известно: реакция R₃₄ равна по величине и противоположно направлена реакции R₄₃, которая уже определена из плана сил диады II (4-5).

Составляем условие равновесия диады II (2-3):

∑

Анализируем уравнение. Оно содержит три неизвестных: модуль реакции R₂₁, модуль и направление реакции R₃₀.

Значит, графически оно не решается. Из условия равновесия камня 2: Реакция кулисы на камень R₂₃ направлена перпендикулярно линии движения камня по кулисе. Реакция R₂₁ приложена в центре шарнира А. Из условия равновесия камня следует, что сила R₂₁ направлена перпендикулярно кулисе, а реакция R₂₃ проходит через центр шарнира А.

Реакцию R₂₁ определим аналитически из уравнения моментов сил относительно точки О₂:

(15300*378+143*131+196*10)/187=

=3133 Н

Теперь уравнение равновесия содержит два неизвестных, следовательно, графически оно решается. Строим план сил диады II (2-3) по уравнению её равновесия. Масштаб сил Кр = 10 Н/мм.

Из плана сил имеем:

157*10=1570 Н

Внутреннюю реакцию R₂₃ находим из условия равновесия кулисного камня 2:

R₂₃ = R₂₁ =3133 Н.

Расчет кривошипа

Силовой расчет кривошипа состоит в поиске реакции стойки на кривошип и уравновешивающей силы , имитирующей действие силы со стороны двигателя на кривошип. Реакция R₁₂ известна, так как . Величину Ру определим из уравнения моментов сил относительно точки О₁ кривошипа:

∑

(3133*38)/39=3153 Н

Реакцию стойки на звено 1 определим из условия равновесия кривошипа:

∑

По уравнению равновесия строим план сил. Масштаб сил Кр =20 Н/мм.

Из плана сил имеем:

32,5*20=650 Н