Силовой расчет механизмов
Вид материала | Документы |
- Краткое содержание: Виброзащита машин и механизмов. Методы виброзащиты. Взаимодействие, 294.78kb.
- Темы курсового проекта по дисциплине «Теория механизмов и машин», 69.21kb.
- Расчётно-пояснительная записка к курсовому проекту по дисциплине: "Теория механизмов, 22.29kb.
- Курс Семестр Трудоемкость (в зачетных единицах), 33.22kb.
- Концепция специальной силовой подготовленности, 63.68kb.
- О повышении эффективности работы машин при помощи уточненного динамического расчета, 26.88kb.
- Пояснительная записка содержит: 5 рис., 4 источника, 22 стр, 223.14kb.
- Реферат пояснительная записка содержит: 5 рис., 4 источника, 22 стр, 222.54kb.
- Рабочей программы дисциплины Теория механизмов и машин по направлению подготовки 190100, 33.66kb.
- Задачи кинематического анализа и синтеза механизмов. Передаточные функции и отношения., 55.01kb.
![](images/218284-nomer-414bb11a.gif)
![](images/218284-nomer-4386eb4f.gif)
![](images/218284-nomer-2f2cbcc4.gif)
![](images/218284-nomer-29bd82da.gif)
![](images/218284-nomer-6f4356c8.gif)
2 w
rb2
Рис. 24 Рис. 25
В начале решается уравнение моментов и определяется величина силы F21. Затем графически в масштабе F, по векторному уравнению сил строится многоугольник сил (рис.25), из которого определяется величина и направление реакции F20 .
2. Звено 1.
Расчетная схема для звена 1 приведена на рис. 26. Уравнения равновесия для звена 1:
векторное уравнение силового равновесия
_ _ _ _
F = 0; F12 + G1 + F10 = 0;
??
уравнение моментов относительно точки А
MА = 0; Mc1 - MФ1 + F12 rb1 = 0.
![](images/218284-nomer-m60a29117.gif)
![](images/218284-nomer-28780d47.gif)
F, мм/Н 1
![](images/218284-nomer-6817514f.gif)
![](images/218284-nomer-1f594fc5.gif)
![](images/218284-nomer-bf10d67.gif)
![](images/218284-nomer-55e45f14.gif)
![](images/218284-nomer-1d07aa20.gif)
![](images/218284-nomer-772fc528.gif)
![](images/218284-nomer-3cbc641b.gif)
![](images/218284-nomer-4e228538.gif)
![](images/218284-nomer-m69f22e4b.gif)
![](images/218284-nomer-m3d9b4a5d.gif)
![](images/218284-nomer-m3dac0690.gif)
![](images/218284-nomer-759f0ee3.gif)
![](images/218284-nomer-4d2f93d3.gif)
![](images/218284-nomer-m1a6ce26e.gif)
![](images/218284-nomer-m271229d6.gif)
![](images/218284-nomer-me84796e.gif)
![](images/218284-nomer-3e3195cd.gif)
![](images/218284-nomer-37a47e5.gif)
![](images/218284-nomer-6b05ec6f.gif)
![](images/218284-nomer-3ec1a555.gif)
![](images/218284-nomer-m59ab7e55.gif)
![](images/218284-nomer-m38f0126d.gif)
![](images/218284-nomer-4fc22da6.gif)
![](images/218284-nomer-m74cd76c5.gif)
w n Mд1
F10
Рис. 26 Рис. 27
Для звена 1 движущий момент Mд1 рассчитывается по уравнению моментов, а величина и направление реакции F10 определяется графически (рис.27), построением плана сил в масштабе F .
8.2. Кинетостатический расчет кулачкового механизма (метод планов сил).
При проведении расчета необходима информация о размерах и форме профиля кулачка, длине толкателя и радиусе ролика. По этим данным в масштабе изображается кинематическая схема кулачкового механизма, на которую наносятся все известные силы и моменты, а также главные вектора и главные моменты сил инерции
![](images/218284-nomer-m6eef6fc2.gif)
![](images/218284-nomer-m500cff4d.gif)
![](images/218284-nomer-7ff111.gif)
![](images/218284-nomer-m871198c.gif)
![](images/218284-nomer-985b7c5.gif)
![](images/218284-nomer-61f7b136.gif)
![](images/218284-nomer-mfc4f1d0.gif)
![](images/218284-nomer-m4b66e4c0.gif)
![](images/218284-nomer-m10d02c57.gif)
![](images/218284-nomer-6a550f14.gif)
![](images/218284-nomer-1d227e0c.gif)
![](images/218284-nomer-m2a7690f7.gif)
![](images/218284-nomer-m271229d6.gif)
![](images/218284-nomer-m6bf60b7e.gif)
![](images/218284-nomer-236de7b9.gif)
Определить: Mд2 , Fij. Mc3
![](images/218284-nomer-m152e3301.gif)
![](images/218284-nomer-m271229d6.gif)
![](images/218284-nomer-705409d4.gif)
![](images/218284-nomer-m77761766.gif)
![](images/218284-nomer-m1a6ce26e.gif)
![](images/218284-nomer-m1a6ce26e.gif)
![](images/218284-nomer-m6f97ef70.gif)
![](images/218284-nomer-126ef324.gif)
![](images/218284-nomer-m1a6ce26e.gif)
![](images/218284-nomer-m6f97ef70.gif)
![](images/218284-nomer-126ef324.gif)
![](images/218284-nomer-m72fc0191.gif)
![](images/218284-nomer-6346a19f.gif)
![](images/218284-nomer-39de375c.gif)
![](images/218284-nomer-619cc08b.gif)
![](images/218284-nomer-115314d9.gif)
![](images/218284-nomer-1b9d3d27.gif)
![](images/218284-nomer-50f22b45.gif)
![](images/218284-nomer-m6ea369c.gif)
![](images/218284-nomer-m6ea369c.gif)
![](images/218284-nomer-5c47dd8f.gif)
0 G3 2
![](images/218284-nomer-m344b81de.gif)
Mи3
Рис. 28
Определяется подвижность, число избыточных связей в механизме, а также число неизвестных в силовом расчете:
Wпл = 3 3 - 23 - 11 = 2, где Wо = 1, Wм = 1,
qпл = 1 + 1 - 1 = 0, ns = 23 + 11 + 1 = 8,
т.е. в данном кулачковом механизме неизвестно 8 компонент реакций, для решения задачи силового расчета необходимо составить 8 уравнений кинетостатики. Структурный анализ механизма показывает, что механизм состоит из одного первичного механизма (звено 2 и стойка) и структурной группы, состоящей из толкателя 3 и ролика 3. Особенность этой группы - местная подвижность ролика. В данном случае местная подвижность выполняет функцию замены в высшей паре трения скольжения трением качения. Положение ролика относительно толкателя не имеет значения, поэтому в паре с местной подвижностью нет уравновешивающего момента. Силовой расчет начнем с рассмотрения ролика.
1. Звено 3.
Расчетная схема для звена 3 приведена на рис. 29. Уравнение силового равновесия :
_ _ _
F = 0; F32 + F33 = 0;
??
Из этого уравнения определяется направление вектора F33 , которое в данном случае совпадает с контактной нормалью.
![](images/218284-nomer-3119cca.gif)
2. Звено 3 (толкатель).
Затем рассматривается звено 3, расчетная схема для которого дана на рис.30. Из уравнения моментов относительно точки С
MС = 0; Mc3 + MФ3 - F33 hCF33 = 0,
определяется величина F33 , а из векторного уравнения силового равновесия
_ _ _ _
F = 0; F32 + G3 + F33 = 0,
??
по построенному в масштабе F плану сил, величина и направление вектора F33 (см. рис. 30).
![](images/218284-nomer-m3ae45382.gif)
3. Звено 2 (кулачок).
Расчетная схема для звена 2 приведена на рис. 31. Уравнения равновесия для звена 2:
векторное уравнение силового равновесия
_ _ _ _
F = 0; F32 + G2 + F20 = 0;
![](images/218284-nomer-m101945c4.gif)
уравнение моментов относительно точки В
MВ = 0; - Mд2 + MФ2 + F32 hBF32 = 0.
Для звена 2 момент Mд2 рассчитывается по уравнению моментов, а величина и направление реакции F20 определяется графически (рис. 31), построением плана сил в масштабе F .
8.3. Кинетостатический расчет четырехшарнирного механизма (аналитический метод).
![](images/218284-nomer-m2c9246fe.gif)
Постановка задачи. Дано: li, 3, 3, 3, mi, ISi, Mc5.
_________________________
Определить: Fij, Mд3.
1. Определим подвижность механизма, число избыточных связей в КП и число неизвестных в силовом расчете.
Wпл = 3 3 - 2 4 = 1, qпл = 1 + 0 - 1 = 0, ns = 2 4 + 1 = 9.
- Определим скорости и ускорения звеньев и центров их масс.
- Определим главные векторы и главные моменты сил инерции.
Фi = - mi aSi, MФi = ISii .
- 4. Кинетостатический расчет механизма.
- Звено 5 (рис. 33).
Уравнения силового равновесия в проекциях на оси координат
F x5 =0; - F x54 + F x50 - Фx5 = 0;
F y5 =0; - F y54 + F y50 + Ф y5 - G5 = 0;
и сумма моментов сил относительно точки L
M L =0; - F y54 xQ + Fx54yQ - Mc5 - MФ5 + (-Ф y5+ G5)xS5 + Ф x5yS5 = 0.
![](images/218284-nomer-50928ef9.gif)
-
- 4.2.Звено 4. (рис. 34).
-
Уравнения силового равновесия в проекциях на оси координат
F x4 =0; F x54 + F x43 + Ф xи4 = 0;
F y5 =0; - F y54 – F y43 + Ф yи4 - G4 = 0;
и сумма моментов сил относительно точки Q
M Q =0;
- F y43 xD4 + F x43yD4 - MФ4 + (Ф yи4- G4)xS4 + Фxи4yS4 = 0.
![](images/218284-nomer-m754ea6b1.gif)
- Звено 3. (рис. 35).
Уравнения силового равновесия в проекциях на оси координат
F x3 =0;
F x30 + F x43 = 0;
F y3 =0;
- F y30 - F y43 = 0;
и сумма моментов сил относительно точки C
M C =0; F y43 xD3 - Fx43 yD3 - MФ3 - Mд3 = 0.
Таким образом мы составили систему 9-и уравнение с 9-ю неизвестными. При составлении этой системы были учтены равенства действия и противодействия Fij = - Fji ( без учета этих равенств общее число неизвестных и уравнений системы 18 ). Составим матрицу этой системы:
F y50 | F x50 | F y54 | F x54 | F y43 | F x43 | F y30 | F x30 | Мд3 | | |
| 1 | | -1 | | | | | | = | Ф x5 |
1 | | -1 | | | | | | | = | -Ф y5 + G5 |
| | - xQ | yQ | | | | | | = | Mc5+MФ5+(Ф y5-G5)xS5 - -Ф x5 yS5 |
| | | 1 | | 1 | | | | = | -Ф x4 |
| | -1 | | -1 | | | | | = | -Ф y4 + G4 |
| | | | -xD4 | yD4 | | | | | Mи4+(-Ф y4+G4)xS4-Ф x4 yS4 |
| | | | | 1 | | 1 | | = | 0 |
| | | | -1 | | -1 | | | = | 0 |
| | | | xD3 | -yD3 | | | -1 | = | MФ3 |