Теория машин и механизмов 3 (стр. 3 из 4)

Масштаб диаграммы скорости вычисляем по формуле:

Диаграмма ускорения точки В строится графическиm дифференцированием диаграммы скоростей. Все построения аналогичны ранее описанным при графическом дифференцировании диаграммы перемещения.

Масштаб диаграммы ускорения равен:

2. СИЛОВОЙ РАСЧЕТ РЫЧАЖНОГО МЕХАНИЗМА

2.1. Определение сил сопротивления пуансона 5

На листе 2 построен план механизма для 4-го положения в масштабе 0,002 м/мм. В данном положении механизм совершает рабочий ход. Сила сопротивления пуансона 5 равна 0,48 от Р_max = 350,4 Н.

2.2. Определение сил тяжести и инерции звеньев

Произведем подсчет угловых скоростей и угловых ускорений звеньев механизма для седьмого положения:

Определение сил тяжести звеньев:

Определим силы инерции звеньев:

Производим замену силы инерции F_u3 и момента от пары сил инерции М_и2 кулисы 3 одной результирующей силой F_u3, равной F_u3, по величине и направлению, но приложенной в точке Т₃ звена 5. Для этого вычисляем плечо Н.

2.3. Определение реакции в кинематических парах

Первым этапом будет определение реакций в звеньях 4, 5.

Приложим к этим звеньям все известные силы. Действие звена 4 и стойки 6 заменяем неизвестными F₄s и R_G6.

Реакции F₄₅ и R_G6 определим построением силового многоугольника, решая векторное уравнение равновесия звеньев 4, 5:

G₅+R_n6+F_ui+F₄₅+P = Q

По построению получаем:

Определяем реакцию R₃4 во внутренней паре со стороны звена 4 на кулису 3:

Вторым этапом будет определение реакций в звеньях 3, 2 и стойки 6.

Приложим к этим звеньям все известные силы. Действие звена 2 и стойки 6 заменяем неизвестными F₂₃ и R_G6.

Вначале определяем величину реакции F₂₃из суммы моментов всех сил, действующих на звено 3 относительно точки Оз:

откуда:

Реакцию R_G6 определим построением силового многоугольника, решая векторное уравнение равновесия звеньев 2, 3 и 6:

По построению получаем:

2.4. Силовой расчет входного звена

Прикладываем к звену 1 в точке А силу R₁₂, а также пока еще не известную уравновешивающую силу F_y, направив ее предварительно в произвольную сторону перпендикулярно кривошипу ОА Вначале из уравнения моментов всех сил относительно точки О определяем F_y.

откуда

В шарнире О со стороны стойки 6 на звено 1 действует реакция R₆-i, которую определяем построением многоугольника сил согласно векторному уравнению:

2.5. Определение уравновешивающей силы по методу Н.Е.

Жуковского

Строим для выбранного положения в произвольном масштабе повернутый на 90° план скоростей. В одноименные точки плана переносим все внешние силы (без масштаба), действующие на звенья механизма. Составляем уравнение моментов всех сил относительно полюса р плана скоростей, беря плечи сил по чертежу в мм.

Расхождение результатов определения уравновешивающей методом Жуковского и методом планов сил равно:

3. расчет маховика

3.1. Построение диаграмм моментов и работ движущих сил, сил полезного сопротивления, приращения кинетической энергии машины

Определим приведенный момент сил сопротивления, для всех положений механизма

где Р₅ — силы сопротивления пуансона 5 определяем по диаграмме приведенной в силовом расчете в зависимости от пути и мах силы сопротивления;

G - силы тяжести звеньев 3 и 5

— скорости точки приложения силы Р₅ и G;

= 13,61 рад/с — угловая скорость входного звона; — угол между векторами Р₅ (G) и v;

Угол а и си на такте холостого хода равны 180°, а на рабочем ходу равны 0°.

Таблица 3

Расчетная таблица определения приведенного момента сил сопротивления

№ положения	Сила сопротивления Р3/Рмах	Сила сопротивления Р5, Н
0	0	0	0	0	0	0
1	0	0	0,58	7,6	0,79	10,98
2	0	0	1,09	3,7	1,46	20,46
3	1	730	1,19	1,6	1,6	86,27
4	0,48	350,4	0,81	6,4	1,1	36,17
5	0	0	0	0	0	0
6	0	0	0,31	171,5	0,4	-5,62
7	0	0	0,66	173,7	0,88	-12,31
8	0	0	0,85	177,2	1,15	-16,1
9	0	0	0,88	178,8	1,19	-16,67
10	0	0	0,76	175	1,02	-14,28
11	0	0	0,45	171,2	0,63	-8,68

По вычисленным значениям строим диаграмму в масштабе μ_М =0,5 Н-м/мм. Методом графического интегрирования строим диаграмму работ сил движущих. Для этого выбираем полюсное расстояние Н=30 мм Через середины интервалов 0—1, 1—2 ... ... 23—24 проводим перпендикуляры к оси абсцисс (штриховые линии).

Точки пересечения этих перпендикуляров с диаграммой

проецируем на ось ординат и соединяем найденные точки 1', 2'... 6' и т. д. с полюсом р (точки 1', 2 , 3', 4', 5' слились в одну). Из начала координат диаграммы

проводим прямую, параллельную лучу р—1', получаем точку 1". Из точки 1" проводим прямую 1"—2", параллельную лучу р—2'... (8^м—9^м)" \(р—9') и т. д. Масштаб диаграммы работ определяем по формуле:

где

Так как

то диаграмма работ есть прямая линия.
Кроме того, при установившемся движении за цикл, работа движущих
сил равна работе всех сопротивлений. На основании вышеизложенного
соединяем начало координат О диаграммы A(φ) с точкой 24" прямой линией, которая и является диаграммой . Если графически про
дифференцировать эту диаграмму, то получим прямую, параллельную
оси абсцисс. Эта прямая является диаграммой приведенных моментов
сил полезного сопротивления .