Курсовая работа: Силовой расчёт рычажного механизма

an_BA = aⁿ _BA /m_a = 1881.6/70 = 26.9 мм

pn_BC = aⁿ _BC /m_a = 1310.7/70 = 18.7 мм

Положение точки d на плане ускорений определяем по теореме подобия

BC/DC = πb/πd πd = πb×CD/BC = 58×40/100 = 23.4 мм.

Для определения ускорения точки Е составляем и решаем векторное уравнение

a_Е = a_D +aⁿ _ED +a^t _ED .

где aⁿ _ED =w₄ ² ×l_ED =(V_ED /l_ED )² ×l_ED = (de×m_v /l_DE )² ×l_DE = (14×0.4)² /0.7 = 44.8 ^м /_с ² /мм

Длина отрезка на плане ускорений

dn_ED = aⁿ _ED /m_a = 44.8/70 = 0.64 мм

Положение точек S₂ , S₃ , S₄ на плане ускорений определяем по теореме подобия из соотношений

АB/АS₂ = ab/aS₂ Þ aS₂ = ab×AS₂ /AB = 45×40/120 = 15 мм

BC/CS₃ = pb/pS₃ ÞpS₃ = pb×CS₃ /BC = 58×20/100 = 11.6 мм

DE/DS₄ = de/dS₄ Þ ds₄ = de×DS₄ /DE = 19×60/140 = 8.14 мм

Определение сил инерции звеньев

При определении сил инерции и моментов учитываем, что план ускорений построен повернутым на 180°, поэтому знак минус в расчетах опускаем.

P_j2 = m₂ ×a_s2 = m₂ ×ps₂ ×m_a = 60×86×70 = 361200 H

M_j2 = J_s2 ×e₂ = J_s2 ×a^t _BA /l_AB = J_s2 ×n_BA b×m_a /l_AB = 0.1×39×70/0.6 = 455 H×м

P_j3 = m₃ ×a_s3 = m₃ ×ps₃ ×m_a = 50×12×70 = 42000 H

M_j3 = J_s3 ×e₃ = J_s3 ×a^t _BA /l_{B С} = J_s3 ×n_{B С} b×m_a /l_{B С} = 0.06×55×70/0.5 = 462 H×м

P_j4 = m₄ ×a_s4 = m₄ ×ps₄ ×m_a = 50×21×70 = 73500 H

M_j4 = J_s4 ×e₄ = J_s4 ×a^t _ED /l_DE = J_s4 ×n_ED e×m_a /l_DE = 0.12×19×70/0.7 = 228 H×м

P_{j 5} = m₅ ×a_E = m₅ ×pe×m_a = 140×22×70 = 215600 H

Сила полезного сопротивления, приложенная к рабочему звену (5)

P_nc = -2 P_{j 5} = - 431200 H

Результирующая в точке Е R₅ = P_{j 5} + P_nc = -215600 H

Наносим на план механизма вычисленные силы и моменты. В точки S₂ , S₃ , S₄ прикладываем силы инерции, а в точки А и Е, соответственно, уравновешивающую – Р_y и результирующую – R₅ силы.

Под действием приложенных сил механизм находится в равновесии. Выделяем первую структурную группу (звенья 4,5) и рассматриваем ее равновесие. В точках D и E для равновесия структурной группы прикладываем реакции R₃₄ и R₀₅ .

Составляем уравнение равновесия

SM_D = 0 , P_j4 ×h₄ µ_l + R₅ ×h₅ µ_l + R₀₅ ×h₀₅ µ_l - M_j4 = 0

R₀₅ = (-P_j4 ×h₄ µ_l - R₅ ×h₅ µ_l + M_j4 )/h₀₅ µ_l = (-73500×2∙0.005- 215600×62∙0.005 + 228)/126∙ 0.005 = -106893.6 Н

SP_i = 0 . P_{j 4} + R₅ + R₀₅ +R₃₄ = 0 .

Принимаем масштаб плана сил

m_{p 1} = P_{j 4} /z_{j 4} = 73500/50=1470 H/мм

В этом масштабе строим силовой многоугольник, из которого находим

R₃₄ = z₃₄ ×m_{p 1} = 112×1470=164640 H

Выделяем и рассматриваем равновесие второй структурной группы (звенья 2,3). Для ее равновесия прикладываем:

в точке D – реакцию R₄₃ = - R₃₄ ;

в точке А – реакцию R₁₂ ;