5.5.2.2. Крутящий момент на кривошип передается через планетарный или волновой механизм

Схема в аксонометрии показана на рис. 5.16. Соответствующая плоская расчетная схема представлена на рис. 5.18а.

В этом случае крутящий момент, действующий на кривошип создается несколькими усилиями тоже называемыми уравновешивающими силами, но возникающими в осях сателлитов Fу_i (i = 1, 2, ... n_w); где: n_w – количество сателлитов. Обычно в силовых механизмах n_w = 3 … 5. Однако, для силового расчета это не имеет значения, поскольку, как следует из плана сил на рис. 5.18б, усилия Fу_j образуют замкнутый контур и в сумме не создают дополнительной реакции в опоре кривошипа т.к.

Поэтому в данном случае достаточно определить уравновешивающий момент “Mу” из условия равновесия моментов всех сил, действующих на кривошип:

( 5.34 )

где: h_i – плечи, на которых силы R_i создают крутящие моменты,

n_СГ – количество структурных групп, присоединенных к кривошипу.

Слагаемое “M_И” поставлено в скобках т.к. оно учитывается или нет в зависимости от стадии, на которой производится силовой расчет (см. комментарии к уравнениям 5.30).

Реакцию R₀₁ в опоре кривошипа найдем из условия равновесия в виде равенства нулю суммы всех сил, действующих на кривошип:

( 5.35 )

где: G₁ – вес кривошипа.

Уравнение (5.35) можно решить графически, построив план сил (рис. 5.18б), или аналитически, составив систему уравнений равновесия спроецировав векторное уравнение (5.35) на оси НСК X₀Y₀, тогда:

( 5.36 )

Характерной особенностью данного варианта является то, что в опоре кривошипа не возникает дополнительных составляющих реакции, что можно отнести к достоинствам планетарных и волновых механизмов.

6. Уравновешивание механизмов

6.1. Постановка задач

При работе механизмов центры масс звеньев могут двигаться с ускорениями. Поэтому возникают силы инерции:

( 6.1 )

где m_i – масса i-го звена,a_Si – ускорение его центра масс.

Например, для механизма на рис. 6.1 центры масс 2-го и 3-го звеньев имеют ускорения и возникают соответствующие силы инерции.

Эти силы вызывают дополнительные реакции в кинематических парах, что увеличивает их износ. Кроме того, эти силы, переменные по величине и направлению, являются причиной вибраций, следовательно, появляется опасность резонансных явлений, которые могут привести к авариям. И, наконец, эти силы воспринимаются опорами механизма, через которые передаются на стойку. Последнее явление получило название внешней виброактивности механизма. Для таких устройств, как электро- и бензопилы, дрели, отбойные молотки и т.п. стойкой являются руки оператора, и такие воздействия могут привести к развитию так называемой вибрационной болезни. Из всего сказанного следует, что с этими воздействиями надо бороться.

Мероприятия, направленные на уменьшение описанных сил или компенсацию их воздействия на кинематические пары называется уравновешиванием.

Различают два типа уравновешивания:

1. Статическое – компенсация воздействия сил инерции.

2. Моментное (иногда его называют динамическим) – компенсация воздействия моментов сил инерции.

Совокупность статического и моментного будем называть полным уравновешиванием.

Как статическое, так и моментное уравновешивание в свою очередь подразделяют еще на:

1. Уравновешивание при известном расположении неуравновешенных масс.

2. Уравновешивание при неизвестном расположении неуравновешенных масс.