Структурный, кинематический и силовой анализ механизма. Синтез зубчатой передачи (стр. 4 из 7)
Определим величины ускорений точек D,
, 
, 
, 
, м/с2: 
; 
(2.36) 
; 
; 
;Определяем угловые ускорения звеньев.
Угловое ускорение e1 ведущего звена О1А, совершающего равномерное движение, равно нулю.
Угловое ускорение звена 2, с-2 ,
. (2.35)Для определения направления углового ускорения e2 звена 2 надо мысленно перенести вектор
тангенциального ускорения 
в точку В. В направлении этого вектора точка В вращается относительно точки А против часовой стрелки.По аналогии определяем значения и направления угловых ускорений звеньев 4 и 5, с-2:
; 
(по часовой стрелки); 
; 
(по часовой стрелки). (2.36)3. СИЛОВОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ МЕХАНИЗМОВ
В задачу силового исследования входит определение:
1) сил, действующих на звенья механизма;
2) реакций в кинематических парах;
3) уравновешивающей силы (момента).
Силовой анализ основан на принципе Даламбера. Сущность его заключается в том, что каждое звено может рассматриваться в условном статическом равновесии, если к нему помимо всех действующих внешних сил приложить инерционную нагрузку в виде силы инерции и момента пары сил инерции. При этом условии для каждого звена справедливы равенства:
, (3.1)поэтому неизвестные силы (реакции в кинематических парах) могут определяться методом статики.
Для проведения силового анализа кинематическая цепь должна быть статически определимой, т. е. число неизвестных параметров реакций должно быть равно количеству уравнений статики, которые можно составить для их определения.
Начинать силовой анализ необходимо с наиболее удаленной от ведущего звена структурной группы.
3.1 Определение реакций в кинематических парах структурных групп
Чтобы определить величины и направления сил инерции, надо знать ускорения и массы звеньев. Ускорения известны из плана ускорений механизма. Определяем вес каждого звена, Н:
; 
; 
; (3.2) 
; 
;где
- длина звеньев, мм.Определяем массу каждого звена, кг:
;
; 
; 
;(3,3)
.
Определяем силы инерции звеньев, Н:
; 
; 
;(3.4) 
;
.
Определяем момент пары сил инерции для звеньев CD, О2B и AВ, совершающих сложное движение:
звено АВ- 
(3.5)
звено О2B-
; 
; (3.6)
звено СD- 
(3.5)
Силовой расчет механизма начинаем с наиболее удаленной от ведущего звена группы Ассура 4 – 5 (CD), состоящей из звеньев 4 и 5, двух вращательных кинематических пар – С и D, и одной поступательной (при движении ползуна по направляющей).
Группу CD вычерчиваем отдельно в масштабе схемы механизма и в том же положении. Прикладываем к ней вместо связей две реакции:
F65 – в поступательной паре, другую F34 в шарнире С, неизменные по величине и направлению. Реакцию F34 представляем в виде двух составляющих: тангенциальной
, направленной перпендикулярно к оси звена CD, и нормальной 
- вдоль звена CD.Кроме этого прикладываем силы веса F4 и F5 в центрах тяжести и силы инерции:
- против ускорения тяжести S4 ; 
- против ускорения ползуна 
. Момент инерции 
заменяем парой сил: 
, приложенной в точке С против направления углового ускорения звена 4 (e4), и 
- в точке D.Для определения реакций в кинематических парах составляем векторное уравнение равновесия сил, действующих на группу 4 – 5 по порядку звеньев:
. (3.7)Силы
и 
в уравнение не вписаны, так как они решается построением плана сил, и эти силы взаимно уравновешивают друг друга, но для определения 
эти силы надо знать, Н: 
; 
; (3.8)Определяем
, входящую в уравнение равновесия, составив уравнение моментов всех сил, действующих на звено CD, относительно точки D: 
; (3.9) 
Н.Поскольку составляющую
получилась со знаком плюс, то это значит, что ее действительное направление совпадает с выбранным.Исходя из значений сил, входящих в уравнение равновесия, Н:
; 
; 
; 
;