- •Курсовой проект по дисциплине «Прикладная механика»
- •1 Исходные данные
- •2 Определение скоростей точек и звеньев механизма методом плана
- •3 Определение ускорений точек и звеньев механизма методом плана
- •4 Силовой анализ механизма
- •4.1 Силовой анализ механизма по группам Ассура
- •4.2 Метод жесткого рычага Жуковского
- •5 Предварительный расчет зубчатой передачи
- •6 Конструирование вала
- •7 Проверка прочности шпоночного соединения
- •8 Расчетная схема вала. Построение эпюр изгибающих и крутящих моментов
- •9 Проверочный расчет вала
4 Силовой анализ механизма
4.1 Силовой анализ механизма по группам Ассура
Задачей силового анализа является определение уравновешивающей силы и реакций действующих в кинематических парах.
Для начала силового анализа необходимо определить значения всех сил действующих на механизм.
Сила полезного сопротивления:
Силы инерции:
Силы тяжести:
Моменты инерции:
Силовой анализ выполняется начиная с крайне группы.
Разделим механизм на группы Ассура:
Первая группа 5-4.
Перерисуем отдельно группу 5-4 в масштабе 1:10. В соответствующих точках обозначим силы действующие на группу.
Сила полезного сопротивления направлена навстречу скорости ползуна 5. Главные векторы сил инерции звеньев 4-5 направляем согласно плану ускорений в сторону, противоположным соответствующим ускорениям. Моменты инерции направлены противоположно соответствующим угловым ускорениям. Перпендикулярно направляющим ползуна изображаем реакцию стойки на ползун , также на 4 звено действует сила со стороны 3 звена .
Составим уравнение равновесия относительно точки С, найдем реакцию :
Неизвестную силу находим из многоугольника сил, который составляем согласно векторному уравнению:
Для построения плана сил группы 5-4 выбираем масштабный коэффициент:
Определим длины соответствующих векторов:
Для того чтобы найти значение реакции соединяем начало многоугольника с его концом т.к. сумма всех сил должна равняться нулю по условию равновесия . Замерим получившийся отрезок и умножим его на масштабный коэффициент сил:
Аналогичным образом проведем силовой анализ группы 3-2.
Масштаб группы 1:10.
На 3 звено со стороны звена 4 будет действовать сила равная по модулю силе , но противоположна ей по направлению. В опоре коромысла О1 присутствует реакция опоры которую разложим на составляющие , где направлена вдоль звена, а перпендикулярно звену. На звено 2 действует сила со стороны вещего звена 1 которую также разложим на составляющие , где направлена вдоль звена, а , перпендикулярно звену.
Составим уравнение равновесия для 3 звена относительно точки В:
Составим уравнение равновесия для 2 звена относительно точки В:
Составим векторное уравнение для многоугольника сил группы 3-2:
Определим длины соответствующих отрезков:
Построив многоугольник сил группы 3-2 определим значения сил , и :
Рассмотрим ведущее звено:
Масштаб звена 1:10.
На первое звено действует сила равная по значению силе и противоположна ей по направлению. Уравновешивающая сила, приложенная к ведущему звену, направлена в сторону вращения 1 звена.
Составим уравнение равновесия и определим уравновешивающую силу:
4.2 Метод жесткого рычага Жуковского
Метод заключается в том, что план скоростей поворачиваем на 900. В соответствующих точках прикладываем действующие силы и составляем уравнения равновесия относительно полюса. Из которого определяем уравновешивающую силу. Моменты инерции необходимо заменить эквивалентными парами сил.
Приведение моментов инерции к эквивалентной паре сил:
Уравнение равновесия относительно полюса:
Проверка на сколько процентов отличаются полученные двумя методами значения:
Отклонения является допустимым.
Определим уравновешивающий момент: