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.

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:

 

 

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.

 

Расчет маховика

 

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 = 6,81^м/_с – угловая скорость ведущего звена (кривошипа).

V_S5 –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.

№	w 1 1/с	VS 5 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

 

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	m 5, кг	w 1 1/с	VS 5,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