Силовой расчет начального механизма

Начальный механизм состоит из ведущего звена, которое входит во вращательную или поступательную кинематическую пару со стойкой.

Кинематическая цепь будет статически определима при условии . Начальный механизм при n = 1 и p₁ = 1 не будет находиться в равновесии. Для того, чтобы начальный механизм находился в равновесии, необходимо дополнительно ввести уравновешивающую силу или уравновешивающий момент , которые бы уравновесили все силы и моменты, приложенные к ведущему звену.

Уравновешивающая сила или уравновешивающий момент являются такой силой или моментом, которые должны быть приложены к ведущему звену, чтобы механизм двигался по заданному закону или удерживался в заданном положении.

Что действует на ведущее звено или - зависит от способа передачи энергии от электродвигателя к валу кривошипа. Возможны следующие случаи.

1. Коленчатый вал двигателя соединяется с валом рабочей машины муфтой (рис.4.5). В этом случае к валу приложен уравновешивающий момент .

Электродвигатель.

Рис. 4.5.

2.Вал двигателя соединяется с валом рабочей машины при помощи зубчатой передачи (рис.4.6). В этом случае к валу двигателя приложена уравновешивающая сила, которая действует по линии зацепления.

Зубчатый

Электродвигатель механизм

Рис. 4.6

Пример 4.1

Дано:

Масса звена: . Ускорения центра масс звена:

м/с².

1.Определение силы тяжести звена:

= н.

2.Определение силы инерции:

= н.

Сила инерции направлена в противоположную сторону ускорению .

Построим начальный механизм в масштабе 1:1.

Покажем все действующие на него силы ,,, неизвестную реакцию и уравновешивающую силу F_ур, которую приложим перпендикулярно кривошипу АО в точке А.

Здесь . (По величине реакции равны, по направлению противоположны).

Начальный механизм План сил для начального механизма 0,05

(масштаб1 :1)

1.Найдем величину уравновешивающей силы F_ур.

Запишем уравнение моментов всех сил относительно точки О.

Уравновешивающая сила F_ур равна:

. Длины плеч h₁ и h₂ измерены на расчетной схеме.

2.Найдем реакцию r41.

Составим векторное уравнение равновесия всех сил, действующих на начальный механизм.

.

Выберем масштаб плана сил _F=0,05 .

Вычислим величины отрезков, соответствующих векторам сил. Данные занесем в таблицу 2:

Таблица 2

Обозначение силы
Величина силы, н
Отрезок на плане, мм

Строим план сил. В соответствии с векторным уравнением откладываем отрезки, соответствующие векторам ,,,. Векторы можно откладывать в любом порядке. Соединяя начало первого вектора и конец последнего, получим многоугольник сил и отрезок, определяющий реакцию . Измеряя его длину и умножая на масштаб _F, получим величину реакции . Данные занесены в таблицу 2.