Кинетостатика механизмов Силовой расчет Задачи и методы силового

Кинетостатика механизмов. Силовой расчет Задачи и методы силового расчета Основная задача силового расчета заключается в определении реакция в кинематических парах, сил и пар сил приложенных к приводы машины по заданным значениям внешних сил и законам движения начальных звеньев. Силы действующие на механизм 1. Движущие силы и моменты сил, совершающие положительную работу и приложенные к ведущим звеньям; 2. Силы и моменты сил сопротивления, совершающие отрицательную работу, которые в свою очередь делятся на силы полезного сопротивления, приложенные к ведомым звеньям, и силы вредного сопротивления; 3. Силы тяжести; 4. Силы взаимодействия между звеньями, то есть реакции в кинематических парах. Силы 1 – 3 групп относятся к внешним силам и учитываются в расчете. Силы 4 группы могут относятся как к внутренним силам так и к внешним. Для использования метода кинетостатики нужно определить силы инерции Элементарные силы инерции приводятся к главному вектору Fи и главному моменту Mи Главный вектор сила инерции Здесь m –масса звена, аs- ускорение центра масс. Главный момент сил инерции Здесь - угловое ускорение звена, Jы – момент инерции звена Силы инерции и моменты инерции приложены в центре масс звена и направлены в сторону противоположную направлению соответствующего ускорения

Определение сил и моментов инерции Для выполнения силового расчета механизма необходимо определить величину, точки приложения и направление сил и моментов инерции всех звеньев входящих в механизм. 1. Считая распределение массы равномерным по длине звена, а устройство кинематических пар одинаковым, центр масс нужно расположить точно по середине звена. 2. Ускорение центра масс можно определить зная 3 -е свойство плана ускорений: «Концы векторов абсолютных ускорений точек механизма жестко связанных между собой на плане ускорений образуют фигуры подобные, сходственно расположенные и повернутые на угол 180 - относительно расположения их на плане механизма» . П ан ускорений л a. ВA A a. S 1 n a. A a. S 3 В n S 2 P а n a. ВA a. В a. S 2 S a. S 3 S 1 3 O 1 F 1 и A S 1 O 1 Fи 2 S 2 a В a. ВA n S S a В 2 a. S 1 0 2 1 n а. A М и 2 S 3 F 3 и n a. ВA В М 3 и 02 a. ВA

Приложение внешних сил к механизму К механизму приложены силы, кроме сил инерции следующие внешние силы: 1. силы тяжести звеньев G 1 G 2, G 3; 2. силы полезного сопротивления Fсопр; 3. активные, движущие силы Fурав. F 1 и Fрав у A F 2 и М 2 и S 2 В Fопр с O 1 G 2 G 1 S 3 F 3 и G 3 М 3 и S 1 02

Расчленение механизма на группы Ассура F 1 и Fрав у F 2 и A М 2 и S 2 В Fопр с O 1 S 3 G 1 G 2 F 3 и М 3 и S 1 G 3 02 Для определения сил в кинематических парах и активных сил необходимых для привода в действие механизма необходимо расчленить на группы Ассура Механизм состоит: • из группы 1 класса 1 порядка (начального механизма) n F 1 и М и 2 n F A 21 S 1 O 1 F 2 и A G 2 Стойка О 2 и начальный механизм (кривошип) О 1 А оказывают воздействие на группу Ассура 2 класса F 2 1 S 2 G 2 Из группы 2 класса 2 порядка В Fопр с S 3 F 3 и G 3 М 3 и Fрав у F 21 F 2 1 • 02 n F 0 3 F 3 0 n F 3 0 02 F 0 3 Которая в свою очередь, согласно 3 закону Ньютона также воздействует на них, но с обратным знаком

Построение плана сил для группы Ассура 2 класса На представленном плане группы Ассура приложены активные силы и реакции связей возникающие в кинематических парах Силы у которых известно направление, а величину можно определить из уравнений равновесия: F 03 , F 12 Силы у которых известны и величина и направление: • Силы инерции Fи 2 , Fи 2 • Вес звеньев G 2 , G 3 • Сила полезного сопротивления Fсопр • Моменты инерции Mи 2, Mи 3 План сил Силы у которых известно лишь направление F 12 n, F 03 n и которые могут быть определены графически из плана сил Для построения плана сил необходимо определить масштаб построения k. F F 2 и М и 2 G 2 S 3 h 1 n Fопр с В F 3 и G 3 М 3 и F 2 1 S 2 h 3 F 3 0 h 4 F 2 и A G 2 РF G 3 h 2 n F 2 1 Fопр с a 02 F 3 0 F 3 и F 3 0 n F 3 0 F 2 1 n F 2 1 F 3 0

Построение плана сил для ведущего звена План сил Fопр с h 2 h 4 F 2 и A М и 2 S 1 F 01 h 1 F 3 и G 3 A h 5 O 1 S 3 02 G 2 n n F 3 0 F 3 и F рав у F 2 1 n F 01 РF F 3 0 G 1 n F 1 0 a G 3 F 3 0 F 1 и F 1 2 М 3 и F 2 1 h 3 G 2 F 2 и Fопр с В h 7 n F 2 1 F 1 0 План сил F 1 2 p F F G ура 1 в а Fи 1 F 3 0