2 Кинетостатическое исследование рабочего хода

Теория машин и механизмов
Рефераты >> Технология >> Теория машин и механизмов

Если механизм имеет несколько степеней свободы, то для его равновесия необходимо столько уравновешивающих сил или пар сил, сколько имеется степеней свободы. В механизме, обладающем одной степенью свободы, уравновешивающей силой является сила или пара сил, приложенная к ведущему звену.

В теории механизмов и машин весьма широкое применение получил так называемый кинетостатический метод силового расчета механизмов. Этот метод, как известно из курса теоретической механики, состоит в следующем. Если к точкам несвободной системы вместе с задаваемыми силами приложить мысленно фиктивные для этой системы силы инерции, то совокупность этих сил уравновешивается реакциями связей. Этот прием, несмотря на свою условность, обладает тем важным для практики преимуществом, что позволяет свести решение задач динамики к решению задач статики. Это имеет место, когда поставленная задача относится к типу первой задачи динамики, т. е. задачи об определении сил по заданному движению.

3.2 Кинетостатическое исследование рабочего хода

3.2.1 Рассмотрим структурную группу 4-5 (ползун кулисы – штанга)

Для кулисного механизма считается заданными погонная плотность 5 звена ρ5=30 кг/м, погонная плотность 3 звена ρ3=10 кг/м, масса заготовок mЗАГ = 70 кг., количество заготовок i = 10 шт., коэффициенты трения штанги fшт=0,09, от загружаемых деталей fт3 =0,11.

Массы звеньев механизма:

масса нагруженной штанги:

кг.

где:

м.

определяем силу тяжести нагруженной штанги:

Н

определяем силу инерции нагруженной штанги:

Н

где: WE = 0.057 м/с2 ускорение нагруженной штанги.

определяем силу трения:

Н

составим уравнение равновесия штанги:

где:

Н

значение P45 нам не известно, найдем его графическим способом, для этого построим план сил.

Целесообразно принять масштаб построения:

lG5 = G5/mP= 9810/50=196,2 мм;

lPтр = Ртр/mP= 1079,1/50= 21,58 мм;

lPин = Рин/mP= 57/50= 1,14 мм;

lR05 = R05/mP= 4905/50= 98,1 мм;

Определим величину силы P45=lF45×mP=22,72×50=1136 кН

3.2.2 Рассмотрим структурную группу 2-3

масса кулисы:

кг.

где:

=1,93 м - длинна кулисы;

вес кулисы:

Н

сила инерции кулисы:

где:

м/с2

Н

Сила инерции штанги прикладывается к точке К расстояние до которой определяется по формуле:

;

где:

м

Plsk=lSK /ml=0,32/0,005=64 мм.

Реакции действующие на (2-3) R03; R23; R34.

Откуда известно:

R34 = - R45 = 1136 Н

R23 направлена перпендикулярно кулисе из точки А.

Составим уравнение моментов относительно точки А:

где:

lO1A=1,85 м;

h1=0,0792 м;

h2= 0,3 м;

h3=0,048 м;

Н

Построим план сил. Масштабный коэффициент построения примем:

R43=1136/5=227,2 мм;

Pин3=0,965/5=0,193 мм;

G3=189/5=37,8 мм;

RTO1=53,69/5=10,74 мм;

Графически определим реакции R23 и :

Н

3.2.3 Рассмотрим структурную группу 2-1

Определим реакции действующие на кривошип:

R21+R01 = 0

Найдем крутящий момент:

Уравновешивающий момент МУ :

Н×м

3.2.4 Рычаг Жуковского

Рычаг Жуковского это план сил в данном положении повернутый на 90° и рассматриваемый как твердое тело с приложенными в денных точках всеми силами действующими на это тело.

Найдем уравновешивающую силу РУ :