Анализ нагруженности рычажного механизма (стр. 3 из 3)
Согласно с этим векторным ур-нием строится замкнутый силовой многоугольник. На чертеже выбирается полюс и от него проводим вектор произвольной длины согласно направлению одной из сил. Масштабный коэффицент вычисляется по формуле :
mF= Fi3/PF Fi3=28,8/144=0,2 Н/мм
Используя план сил определим модули сил RBи R3:
RB=121*0,2=24,2 H
R3=59*0,2=11,8 H
Ведущее звено.
Запишем ур-ние моментов относительно точки В :
åM=-RAt×LAB+P1×H1=0 RAt=P1×H1/LAB=0,19 H
Для определения RAnи Pур запишем векторное ур-ние равновесия сил
RAn+ RAt+ RB+ Fi1+ P1+ Pур=0
Согласно с этим векторным ур-нием строится замкнутый силовой многоугольник. Масштабный коэффицент вычисляется по формуле :
mF= RB/ PF RB=46,4/90=0,5 Н/мм
Используя план сил определим модули сил RAи Pур:
RA=28*0,5=14 H
Pур=42*0,5=21 H
Результаты измерений сведены в таблицах
| точка\пар-тр | B | C | E | D | S1 | S2 | S4 | CB | DE |
| V,м/с | 1,22 | 1,2 | 0,97 | 0,79 | 0,61 | 0,71 | 0,99 | ||
| a,м/с2 | 49,98 | 16 | 29,5 | 20,5 | 24,75 | 29,5 | 23 | ||
| e,1/С2 | 480 | 156 |
| ЗВЕНЬЯ \ ПАРАМЕТР | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 |
| m, кг | 0,072 | 0,216 | 1,8 | 0,276 | 1,2 |
| I, кг×м2 | 0,00014 | 0,0003 | |||
| Fu, Н | 1,78 | 6,37 | 6,348 | ||
| Mu, Н×м | 0,067 | 0,046 |
| точки\реакции | A | B | C | D | E |
| Rt, H | 0,19 | 6,015 | 2,313 | ||
| Rn, H | 14 | 23,4 | 22 | ||
| R, H | 14 | 24,2 | 11,8 | 1 | 22,2 |
2. Расчет элементов кинематических пар на прочность.
2.1. Определение внешних сил, действующих на звенья.
В результате динамического анализа плоского рычажного механизма определены внешние силы, действующие на звенья и кинематические пары. Такими внешними усилиями являются силы инерции F
, моменты инерции M , а также реакции кинематических пар R, силы веса и полезного сопротивления.Под действием внешних сил звенья плоского механизма испытывают сложные деформации. Для заданного механизма преобладающим видом совместных деформаций является изгиб с растяжением –сжатием.Рассмотрим группу 4-5 как груз на двух опорах , нагруженных соответствующими силами, т.е. выбираем расчетную схему.
2.2. Расчетная схема.
Из ур-ния суммы моментов относительно точки Е найдем опорную реакцию КД:
åME=M4+(P4t-Fi4t)×LDE/2 + (-Pпсt-Fi5t+R5t+P5t)×LDE-KD×LDE=0
Отсюда найдем KD:
KD=(0,046+(2,704-5,383)0,057+(-2,5-12,3+10,392+5,88)0,115)/0,115=
= -0,083 H
Из ур-ния суммы моментов относительно D найдем опорную реакцию КE :
åMD=(KE×REt)LDE-M4+(P4t-Fi4t)LDE/2
Отсюда найдемКE :
КE =(-0,115*2,313+0,046+(5,383-1,473)*0,0575)/0,115=0,043 H
Из ур-нияåNZ=0 найдём опорную реакцию НЕ:
HE=REn+P1n-Fi4n+P5n-Fi5n-Pпсn-R5n=
=22+2,268-3,364+10,184-21,304-4,33-6= -0,546
2.3. Построение эпюры NZ.
Используя метод сечений для нормальной суммыNZполучаем такие ур-ния :
NZ1=R5n+Pпсn+Fi5n-P5n=6+4,33+21,304-10,18=21,454 H
NZ2=HE+Ren=22,546 H
По этим ур-ниям строим эпюру NZ
2.4. Построение эпюры Qy.
Для поперечной силы Qy,используя метод сечений записываются такие аналитические ур-ния :
Qy1=-KD+Fi5t+Pпсt-P5t-R5t=-0,083+12,3+2,5-5,88-10,392=-1,56 H
Qy2=REt-KE=2,313-0,043=2,27 H
По этим ур-ниям строим эпюру Qy.
2.5. Построение эпюры Mx.
На участках 1 и 2 записываем ур-ния для изгибающего момента :
Mx1=(Fi5t+Pпс-P5t-R5t-KD)×z1 0£Z1£0,0575
Mx1={0;-0,089}
Mx2=-(REt+KE)Z2 0£Z2£0,0575
Mx2={0;-0,135}
По этим ур-ниям строим эпюру Mx, из неё видно ,что опасное сечение проходит через точку S4, потомучто в ней изгибающий момент Mxи нормальная сила-максимальны :
Mmax=0,135 Н×м Nmax=22,5 H
2.6.Подбор сечения.
Из условия smax=Mxmax/Wx£[s]находим
Wx=0,135*1000/1200=0,1125 см
Находим по сортаменту размер двутавра
1) Круглое сечение Wx=p×d3»0,1d3
d=1,125 см
2) Прямоугольное сечение Wx=bh2/6=4b3/6
b=0,41 см
h=0,82 см
Материал звеньев СТ 3 [s]=120 МПа
ВЫВОДЫ.Цель курсового проектирования – закрепление теоретических знаний, что были получены во время изучения курса “Техническая механика”, ознакомление с методами проектирования механизмов. Первый этап конструирования любого механизма – это составление его кинематической схемы, расчет кинематических параметров, определение нагрузки различных деталей и энергетических характеристик механизма в целом.
Выполняя курсовой проект по технической механике, овладел методами определения кинематических параметров механизмов, оценки сил, что действуют на отдельные звенья механизма, научился творчески оценивать сконструированный механизм с точки зрения его назначения – обеспечивать необходимые параметры движения звена.