Курсовая работа: Проектирование и исследование механизма качающегося конвейера

где H₂ = 32 мм – полюсное расстояние для графика ускорений.

2. СИЛОВОЙ РАСЧЕТ РЫЧАЖНОГО МЕХАНИЗМА

2.1. Определение сил, действующих на звенья механизма

Вычерчиваем на листе (см. лист 2) кинематическую схему механизма в положении 1 (φ₁ =45º). Переносим с листа 1 план ускорений механизма и определяем ускорения центров масс звеньев 2, 3, 4 и 5 и угловое ускорение звеньев 2, 3 и 4 (см. п.1.4).

a_{S 5} = a_Д = πd·μ_а = 57.3 ·0.224 = 12.84 м/с² ;

a_{S 4} = πs₄ ·μ_а = 70.8·0.224 = 15.86 м/с² ;

ε₃ = а^τ _A3B /A₃ B= τ_A3B ·μ_а /A₃ B= 29.5·0.224 /0.1698 = 38,9 ¹ /c² .

ε₄ = а^τ _{C Д} /СD = τ_ДС ·μ_а /DС = 78,4·0,224 /0,57 = 30,8 ¹ /c² .

Рассчитываем величины сил инерции

F_и5 = -m₅ ·а_{s 5} = 34·12.84 = 436.56 Н,

F_и4 = -m₄ ·а_{s 4} = 4.2·15.86 = 66.6 Н,

F_и3 = -m₃ ·a_{S 3} = 140·2.68 = 375.2 Н,

F_и2 = -m₂ ·a_S2 = 90·5.35 = 481.5 Н,

и моментов сил инерции

M_и2 = -J_{s 2} ·ε₂ = 0.4·12.95 = 5.18 Нм

M_и3 = -J_{s 3} ·ε₃ = 1.0·14.87= 14.87 Нм

M_и4 = -J_{s 4} ·ε₄ = 6.5·0.81 = 5.265 Нм

Силы инерции прикладываются в центрах масс звеньев: в т. Е, S₄ , S₃ , S₂ в направлениях, противоположных векторам ускорений центров масс. Моменты сил инерции прикладываем к звеньям 2, 3 и 4 в направлениях, противоположных угловым ускорениям ε₂ , ε₃ и ε₄ .

Сила производственного сопротивления постоянна на протяжении всего рабочего хода (по условию) и составляет Р_пс = 5000 Н.

Кроме силы производственных сопротивлений Р_пс , сил инерции F_и2 , F_и3 , F_и4 , F_и5 и моментов сил инерции М_и2, М_и3 , M_и4 на звенья механизма действуют силы тяжести G₅ , G₄ , G₃ , и G₂ . Определяем силы тяжести

G₅ = -m₅ ·g = 450·9.81 = 4414.5 Н,

G₄ = -m₄ ·g = 180·9.81 = 1765.8 Н,

G₃ = -m₃ ·g = 140·9.81 = 1373.4 Н,

G₂ = -m₂ ·g = 90·9.81 = 882.9 Н,

Силы тяжести прикладываются в центрах масс звеньев вертикально вниз.

2.2. Замена сил инерции и моментов сил инерции

Для звена 4 заменяем силу инерции F_и4 и момент сил инерции М_и4 одной силой F_и4 ', равной по величине и направлению силе F_и4 , но приложенной в центре качания k₄ звена. Для его нахождения вычисляем плечо

h_и4 = M_и4 /F_и4 = 5.265/941.4 = 0.0056 м,

что в масштабе кинематической схемы µ_L =0.004 м/мм составляет 1.4 мм, и смещаем силу F_и4 на 1.4 мм параллельно самой себе так, чтобы обеспечить относительно точки S₄ момент такого же направления, что и M_и4 . Точка пересечения линии действия силы F_и4 ' и звена 4 дает точку k₄ [2].

Для звена 3 заменяем силу инерции F_и3 и момент сил инерции М_и3 одной силой F_и3 ', равной по величине и направлению силе F_и3 , но приложенной в центре качания k₃ звена. Для его нахождения вычисляем плечо

h_и3 = M_и3 /F_и3 = 14.87/375.2 = 0.0396 м,

что в масштабе кинематической схемы µ_L =0.004 м/мм составляет 9.9 мм, и смещаем силу F_и3 на 9.9 мм параллельно самой себе так, чтобы обеспечить относительно точки S₃ момент такого же направления, что и M_и3 . Точка пересечения линии действия силы F_и3 ' и звена 3 дает точку k₃ [2].