Файл: Техническое задание 10 На курсовой проект по дисциплине Механика 2 выдано студенту Кутонов Вячеслав Сергеевич группа 5А93.docx

В данной работе силовой расчёт выполняется методом планов сил для положения рабочего хода, для которого определены ускорения. При этом необходимо:

1. 
   Определить силы, действующие на звенья механизма;
   
2. 
   Определить реакции во всех кинематических парах механизма методом планов сил;
   
3. 
   Определить величину уравновешивающей силы (момента) методом планов сил и на основании принципа возможных перемещений (рычагом Н.Е. Жуковского) сравнить результаты.
   

3.1. Определение сил, действующих на звенья механизма и моментов инерции

Массы и моменты инерции звеньев:

а) масса ползунов по формуле



где S – ход ползуна;

б) массу остальных звеньев – по формуле



для кривошипов k = 40 – 60 кг/м, примем k =50 кг/м,

для шатунов k = 8 – 12 кг/м, примем k = 10 кг/м,
в) момент инерции массы звена относительно оси, проходящей через центр масс, определить по формуле



д) центр тяжести звеньев S принять в центре тяжести фигур, их изображающих (за исключением случаев, когда они указаны в задании, - точки на звене).

Силы тяжести звеньев определяются по зависимости



где g = 9,81 м/ – ускорение свободного падения;

m – масса звена.
Сила приложена в центре тяжести звена S и направлена вертикально вниз.

Как известно, на тело, движущееся с ускорением, действуют силы инерции F_И и моменты сил инерции M_И.

Главный вектор сил инерции приложен в центре тяжести звена S и направлен противоположно его ускорению a_s

Главный вектор момент сил инерции направлен противоположно угловому ускорению звена ε.
Пусть массы звеньев будут

---

Вес звеньев:






Силы тяжести:






Силы инерции звеньев:







Моменты инерции для звеньев:





Главные моменты сил инерции определяются по формуле



где ε - угловое ускорение звена, определенное ранее из кинематического исследования, .

,



Моменты сил инерции направлены противоположно угловым ускорениям.

---

3.2. Силовой расчет группы 2-3



Рисунок 6 – Схема сил для группы звеньев 2-3
Уравнение равновесия группы в форме сил записываем:

∑
Так как и неизвестны ни по величине, ни по направлению, поступим следующим образом:

∑M_B = ;
отсюда выразим :





На основании yравнения

∑
Строится план сил грyппы 2-3, масштаб примем

Определим длины отрезков, изображающих векторы сил на чертеже:













Определим реакции , , по величине:







где - длины векторов на плане сил, мм.



Рисунок 7 – План сил для группы 2-3

---

3.3. Силовой расчет начального механизма



Рисунок 8 – Схема группы начального звена

Уравнение равновесия звена в форме сил записываем:

∑

Здесь

Строится план сил начального звена, масштаб примем
Определим длины отрезков, изображающих векторы сил на чертеже:





Определим из плана сил:

.

найдем из yравнения равновесия звена 1:



Отсюда:

.



Рисунок 9 – План сил группы начального механизма

3.4. Рычаг Жуковского
1. Строим план скоростей для рабочего положения, повернутый на 90 градусов.

2. Прикладываем к концам соответствующих векторов внешние силы и моменты сил инерции

3. Составляем уравнение суммы моментов:







Здесь














Рисунок 10 - Рычаг Жуковского

---

4.Погрешность:



3.5 Определение КПД исполнительного механизма

Определяем мгновенную мощность, необходимую для преодоления сил трения в каждой вращательной паре механизма.

Кривошип-стойка (1-0):



где – коэффициент трения во вращательной кинематической паре

– радиус цапфы вращательной пары

Кривошип-шатун (1-2):



где – угловая скорость звена 1 относительно звена 2 (направления угловых скоростей противоположны друг другу).

Шатун-ползун (2-3):



Определим мгновенную мощность, необходимую для преодоления сил трения в каждой поступательной паре механизма:

Ползун-стойка (3-0):



Суммарная мощность на преодоление сил трения в кинематических парах механизма:



Определим работу сил полезного сопротивления за цикл:



где h – ход выходного звена 3.

Время одного оборота кривошипа 1:



Время одного цикла работы механизма:



Мощность сил полезного сопротивления за цикл работы механизма:



КПД исполнительного механизма:



5) Энергокинематический расчёт электропривода

Определение номинальной мощности электродвигателя

Примем [2, стр.42, табл.2.2]:

КПД закрытой зубчатой цилиндрической передачи η_зп

---