Анализ и синтез механизмов (стр. 3 из 6)
В точке О2 на звено 3 действует сила реакции со стороны стойки –
, которая известна по точке приложения, перпендикулярна звену АВ и неизвестна по модулю и направлению.В точке А на звено 2 действует сила реакции со стороны звена 1 –
.Линия действия этой силы неизвестна, поэтому раскладываем её на нормальную и тангенсальную. Величину
находим из уравнения моментов сил относительно точки В. 
При расчете величина
получилась со знаком (+), т.е. Направление силы выбрано верно.Векторное уравнение сил, действующих на звенья 2 и 3:
Это векторное уравнение решаем графически, т.е. строим план сил.
Принимаем масштабный коэффициент:
Вектора сил будут равны:
Из плана сил находим:
2.2.3 Определение уравновешивающей силы
Изображаем ведущее звено и прикладываем к нему все действующие силы. Действие отброшенных звеньев заменяем силами реакций.
В точке А на звено 1 действует сила реакции со стороны звена 2 -
, которая равна по величине и противоположна по направлению найденной ранее силе реакции 
, т.е. 
.В точке О1 на звено 1 действует сила со стороны звена 0 –
, которую необходимо определить.Для определения
составим векторное уравнение сил звена 1:
Это векторное уравнение решаем графически, т.е. строим план сил.
Вектора сил будут равны:
Из плана сил находим:
Для уравновешивания звена 1 в точках А и О1 прикладываем уравновешивающие силы –
перпендикулярно звену.Сумма моментов относительно точки О1:
Знак
– положительный, следовательно, направление силы выбрано, верно.Уравновешивающий момент:
Построенный силовой анализ кривошипно-ползунного механизма изображен на листе №1 графической части курсового проекта.
2.2.4 Определение уравновешивающей силы методом Н.Е. Жуковского
Для определения уравновешивающей силы методом Н.Е. Жуковского строим повернутый в любую сторону план скоростей. Силы, действующие на звенья механизма, переносим в соответствующие точки рычага Жуковского без изменения их направления.
Плечи переноса сил
и 
на рычаге находим из свойства подобия: 
Направление плеча переноса
от точки S2 за точку А.Направление плеча переноса
от точки S4 к точке С.Уравнение моментов сил, действующих на рычаг относительно полюса:
Уравновешивающий момент:
2.2.5 Определение погрешности.
Сравниваем полученные значения уравновешивающего момента, используя формулу:
Допустимые значения погрешности менее 3% следовательно, расчеты произведены верно.
На этом силовой анализ кривошипно-ползунного механизма закончен.
3. Расчет маховика
3.1 Момент сопротивления движению
Приведенный к валу кривошипа момент сопротивления движению определяем по формуле:
где:
= 1200 Н – сила полезного сопротивления, действует только на рабочем ходу. На холостом ходу = 0.w1 = 6,81м/с – угловая скорость ведущего звена (кривошипа).
VS5 –скорость выходного звена (ползуна), определенная для 12 положений в первой части курсового проекта.
Значения
для 12 положений механизма сводим в таблицу 5.1.Таблица 5.1.
| № | w11/с | VS5 м/с | Н |  Нм |  мм |
| 0 | 6,81 | 0,000 | 0 | 0,00 | 0,0 |
| 1 | 6,81 | 1,022 | 1200 | 180,13 | 72,1 |
| 2 | 6,81 | 0,985 | 1200 | 173,67 | 69,5 |
| 3 | 6,81 | 0,876 | 1200 | 154,35 | 61,7 |
| 4 | 6,81 | 0,917 | 1200 | 161,71 | 64,7 |
| 5 | 6,81 | 1,111 | 1200 | 195,81 | 78,3 |
| 6 | 6,81 | 1,332 | 1200 | 234,79 | 93,9 |
| 7 | 6,81 | 1,344 | 1200 | 236,85 | 94,7 |
| 8 | 6,81 | 0,592 | 1200 | 104,37 | 41,7 |
| 9 | 6,81 | -2,691 | 0 | 0,00 | 0,0 |
| 10 | 6,81 | -4,533 | 0 | 0,00 | 0,0 |
| 11 | 6,81 | -1,202 | 0 | 0,00 | 0,0 |
3.2 Приведенный момент инерции рычажного механизма
Приведенный момент инерции определяем по формуле:
где:
= 0,016кгм2 – момент инерции звена 1;m5 = 6 кг – масса пятого звена;
Значения
для 12 положений механизма сводим в таблицу 5.2.Таблица 5.2.
| № |  , кгм2 | m5, кг | w11/с | VS5,м/с |  | , кгм2 |  , мм |
| 0 | 0,016 | 6 | 6,81 | 0,000 | 0,0000 | 0,0160 | 1,60 |
| 1 | 0,016 | 6 | 6,81 | 1,022 | 0,1352 | 0,1512 | 15,12 |
| 2 | 0,016 | 6 | 6,81 | 0,985 | 0,1257 | 0,1417 | 14,17 |
| 3 | 0,016 | 6 | 6,81 | 0,876 | 0,0993 | 0,1153 | 11,53 |
| 4 | 0,016 | 6 | 6,81 | 0,917 | 0,1090 | 0,1250 | 12,50 |
| 5 | 0,016 | 6 | 6,81 | 1,111 | 0,1598 | 0,1758 | 17,58 |
| 6 | 0,016 | 6 | 6,81 | 1,332 | 0,2297 | 0,2457 | 24,57 |
| 7 | 0,016 | 6 | 6,81 | 1,344 | 0,2337 | 0,2497 | 24,97 |
| 8 | 0,016 | 6 | 6,81 | 0,592 | 0,0454 | 0,0614 | 6,14 |
| 9 | 0,016 | 6 | 6,81 | -2,691 | 0,9380 | 0,9540 | 95,40 |
| 10 | 0,016 | 6 | 6,81 | -4,533 | 2,6608 | 2,6768 | 267,68 |
| 11 | 0,016 | 6 | 6,81 | -1,202 | 0,1870 | 0,2030 | 20,30 |
3.3 Построение графиков (метод Виттенбауэра)
По данным таблицы 5.1. строим диаграмму изменения момента сопротивления в функции от угла поворота кривошипа МС=МС(φ1).
По оси абсцисс откладываем отрезок произвольной длинны, соответствующий полному обороту кривошипа, и делим его на 12 частей, соответствующих 12 положениям механизма.
Масштабный коэффициент угла поворота:
Примем
= 360 мм. 