Лабораторная работа: Кривошипно-ползунный механизм, его структура, схема, анализ

Кинематический анализ успешно проведен.

Рисунок 6 – План ускорении

4. Определение сил, действующих на звенья механизма

На каждое звено плоского рычажного механизма действует сила тяжести, которая находится по формуле:

(23)

где g=9,81 м/с² - ускорение свободного падения, а - масса i-го звена.

Для определения массы каждого звена плоского рычажного механизма воспользуемся следующими формулами:

(24)

Далее определяем силы тяжести для каждого звена плоского рычажного механизма:

(25)

Также мы можем определить силы инерции, действующие на звенья плоского рычажного механизма, по формуле:

(26)

где - масса i-го звена, а - ускорение центра масс i-го звена.

Уславливаемся, что центр масс кривошипа лежит на оси его вращения, т.к в большинстве случаев кривошип – вал механизма, т.е

Также уславливаемся, что у линейных звеньев центр масс лежит на середине звена. Значения ускорений центра масс найдены в кинематическом анализе плоского рычажного механизма. Находим силы инерции:

(27)

Определяем моменты от сил инерции:

(28)

где - момент инерции i-го звена, угловое ускорение i-го звена.

Момент инерции i-го звена:

(29)

где - масса i-го звена, - длина i-го звена.

Находим моменты от сил инерции:

Момент от сил инерции направлен противоположно направлению действию углового ускорения. Для определения углового ускорения звена необходимо на плане ускорений взять вектор тангенциальной составляющей ускорения звена и мысленно перенести его в ведомую точку звена (точка, стоящая первой в индексе), а ведущую условно остановить. Направление вращения звена при этом будет характеризовать направление углового ускорения звена.

Нанесем на построенное положение механизма все заданные внешние нагрузки. В результате, полученная картина будет являться расчетной схемой данного положения плоского рычажного механизма.

Рисунок 7 – Расчетная схема силового анализа

5. Кинетостатический метод силового анализа

В данном курсовом проекте силовой анализ мы проведем с помощью кинетостатического метода, в основе которого лежит принцип Д’Аламбера. Если к внешним силам, действующим на звенья механизма добавить силы инерции, то данный механизм будет находиться в квазистатическом состоянии. Силовой анализ этого механизма можно выполнить, используя уравнения кинетостатического равновесия: