Кинематическое и кинетостатическое исследование рычажного механизма (стр. 3 из 4)
Построим кинематические диаграммы ползуна В в функции угла поворота j начального звена.
Для построения кинематических диаграмм S = S(j), V = V(j), a = a(j) ползуна В определяем масштабный коэффициент угла j, приняв его графическое значение равным 120 мм
,Принимаем масштабные коэффициенты для построения кривых S = S(j), V = V(j) и a = a(j):
, 
, 
.За базу отсчета перемещений удобно выбрать одно из "мертвых" положений ползуна В. Примем за базу отсчета правое "мертвое" положение – положение № 1, соответствующее точке В1 на плане положений.
При повороте кривошипа на 60° из положения 1 в положение 2 ползун переместится из точки В1 в точку В2, пройдя расстояние В1-В2. Проведя ординату через точку 2 (см. рис. 9), отложим на ней отрезок В1-В2 в масштабе KS. Аналогично откладываем перемещения ползуна на ординатах, проведенных через точки 3, 4, 5, 6. Соединяя плавной кривой концы отложенных ординат, получим кривую перемещения ползуна В в функции угла поворота кривошипа S = S(j).
КривыеV = V(j) и a = a(j) строим на основании построенных планов скоростей и ускорений, располагая значениями VB и aB, приведенными в табл. 1 и табл. 2.
Кинематические диаграммы ползуна В в функции угла j поворота начального звена показаны на рис. 9 и чертеже курсовой работы.
Рис. 9. Кинематические диаграммы ползуна В
рычажный механизм кинематический силовой
3. Силовой расчёт рычажного механизма
Силовой расчет механизма выполняется для положения, заданного углом j = 60°, т.е. для положения № 2.
3.1. Исходные данные для силового расчета.
Движущая сила, действующая на поршень В: Рдв = 5500 Н.
Сила полезного сопротивления, действующая на поршень В': Рс = 4200 Н.
Масса звеньев: mOA = 27 кг, mAВ = mАВ' = 20 кг, mВ = mВ' =8,5 кг.
Ускорения центров тяжести звеньев:
aB = 87,39 м/с2, aB' = 100,11 м/с2, aK = 93,75 м/с2, aM = 141,81 м/с2, aL = 144,6 м/с2.
Угловые ускорения звеньев: eAB = 671,16 1/c2, eAB' = 671,16 1/c2.
3.2 Определение сил тяжести звеньев
Силы тяжести звеньев (Н), определяемые как произведение массы на ускорение свободного падения, равны:
; 
; 
; 
; 
;3.3. Определение сил инерции и моментов сил инерции звеньев
Силы инерции звеньев (Н), определяемые как произведение массы на ускорение центра тяжести, равны:
; 
; 
; 
; 
.Силы инерции направлены в сторону, противоположную ускорениям центров тяжести звеньев.
Моменты сил инерции звеньев (Н·м) определяются по уравнению
,где IS – момент инерции массы звена относительно оси, проходящей через его центр тяжести (кг·м2), e – угловое ускорение звена (1/с2).
Соответственно для звеньев AB и AB' получаем:
; 
.Моменты сил инерции направлены в сторону, противоположную угловым ускорениям звеньев.
3.4 Расчёт группы Ассура 2-5.
Схема нагружения группы Ассура 2-5 силами и моментами, под действием которых она находится в равновесии, изображена в масштабе длин
(рис. 10). 
Рис. 10. Схема нагружения группы Ассура 2-5
В данной группе неизвестны реакции в кинематических парах R6-5, R1-2 и R2-5 = - R5-2, которые можно найти из уравнений равновесия звеньев и группы в целом.
1.
; 
,где плечи сил, снятые с чертежа (мм) и пересчитанные с учетом масштабного коэффициента длин
в истинные значения (м): 
; 
; 
; 
.Тогда
Реакция R1-2 может быть найдена сразу (по величине и направлению) из векторного уравнения равновесия группы
2.
, или 
.Принимаем масштабный коэффициент сил КР = 70 Н/мм. Графические значения сил определяются как отношение истинных значений к величине КР, например:
.Построим векторный многоугольник – план сил группы Ассура 2-5 (рис. 11 и чертеж курсовой работы), из которого
. 
Рис. 11. План сил группы Ассура 2-5
Из условия равновесия ползуна 5 найдем реакцию во внутренней кинематической паре
:3.
, или 
.Решив это векторное уравнение на том же многоугольнике сил (рис. 11), найдем искомую реакцию
.3.5 Расчёт группы Ассура 3-4
Схема нагружения группы Ассура 3-4 силами и моментами, под действием которых она находится в равновесии, изображена в масштабе длин
(рис. 12).
Рис. 12. Схема нагружения группы Ассура 3-4
В данной группе неизвестны реакции в кинематических парах R6-4, R1-3 и R3-4 = - R4-3, которые можно найти из уравнений равновесия звеньев и группы в целом.
1.
; 
,где плечи сил, снятые с чертежа (мм) и пересчитанные с учетом масштабного коэффициента длин
в истинные значения (м): 
; 
; 
; 
.Тогда
Реакция R1-3 может быть найдена сразу (по величине и направлению) из векторного уравнения равновесия группы
2.
, или