Файл: MetDomZ1.doc

План ускорений показан на рис. 2.3.

3. Силовой расчет шестизвенного кулисного механизма.

Рассматривается кинетостатический расчет шестизвенного кулисного механизма. Решение поставленной задачи осуществляется методом кинетостатики. Решение векторных уравнений сил проводится графическим методом, а уравнения моментов решаются аналитически. Таким образом для решения уравнений кинетостатики в данном примере используется графо-аналитический метод.

3.1. Исходные данные для силового расчета механизма

Угловая координата кривошипа₁ = 150

Моменты инерции звеньев механизма I_I=200 кг м², I_3S=1.1 кг м².

Массы звеньев механизма m₁ = 714 кг, m₃ = 20 кг, m₅ = 72 кг. Сила сопротивления, действующая на звено 5 F_с = 1980 Н.

Необходимые для силового расчета кинематические параметры определены ранее при выполнении кинематического анализа механизма.

3.2. Определение главных векторов и главных моментов сил инерции

Главные векторы сил инерции

Ф₃ = m₃ a_S3 = 20 1.03 = 20.6 H,

Ф₅ = m₅ a_E = 72 1.6 = 115 H .

Главные моменты сил инерции:

для звена 1 M_Ф1= I₁₀ ₁ = 200 1.02 = 204 Нм,

для звена 3 M_Ф3= I_S3 ₃ = 1.1  1.94 = 2.134 Нм .

3.3.Кинетостатический силовой расчет механизма

3.3.1. Силовой расчет группы звеньев 4-5

---

Вначале рассмотрим звено 4 (рис. 3.2)

F₄₅ F₄₃ M₄₅

n n

D,E

Рис. 3.2

Векторное уравнение сил

 F ⁽⁴⁾ = 0, F₄₃ + F₄₅= 0 .

^?? _ _

Из этого уравнения следует, что сила F₄₃ = -F₄₅ и приложена в точке D к звену 4.

Сумма моментов для звена 4 относительно точки D позволяет вычислить момент в поступательной паре Е, образованной звеньями 4 и 5,

 M_D ⁽⁴⁾ = 0, M₄₅ = 0 .

M₅₆ 5

h_SF43 F₄₃ F₅₆

D,E Ф₅ S₅,K

---

4 G₅ h_p F_5c

_F = 0.1 мм/Н

Ф₅ F_5c p_F

F₅₆

G₅

F₄₃

Рис. 3.3

Векторное уравнение сил для группы звеньев 4-5 (рис.3.3) дает возможность графически определить значения сил F₄₃ и F₅₆

 F ^(4-5) = 0, G₅ + Ф₅ + F_5с + F₄₃ + F₅₆ = 0 .

^{? ?}

Строим план сил в масштабе _F = 0.1 мм/Н и находим

F₄₃ = 2100 Н, F₅₆ = 720 Н.

---

Для определения реактивного момента в поступательной паре K составим уравнение моментов для звена 5 относительно точки S₅

 M_S5 ⁽⁵⁾ = 0, - F₄₃ h_SF43 + M₅₆ - F_5c h_p = 0,

^?

M₅₆ = ( F₄₃ h_SF43 + F_5c h_p ) ,

где h_SF43 = 0.01м, h_p = 0.08м.

M₅₆ = 21000.01 + 19800.08 = 180.4 Нм.

3.3.2. Силовой расчет группы звеньев 2-3.

На первом этапе рассматриваем равновесие звена 2 (рис. 3.4) и составляем для него векторное уравнение сил

_ _ _

 F ⁽²⁾ = 0, F₂₁ + F₂₃= 0 .

^?? _ _

Из этого уравнения следует, что F₂₁ = -F₂₃ и приложена в точке A перпендикулярно к звену 2.

Сумма моментов для звена 2 относительно точки В позволяет вычислить момент в поступательной паре Q, образованной звеньями 2 и 3,

 M_B ⁽²⁾ = 0, M₂₃ = 0 .

2

B,Q n M₂₃

---

n F₂₁

F₂₃

Рис.3.4

Затем составляется уравнение моментов относительно точки С для группы звеньев 2-3 (рис.2.7), из которого определяется значение силы F ₂₁.

 M_C ^(2-3) = 0, F ₃₄  h_CF34 - F ₂₁  l_AC + G₃  h_CG3 + M_Ф3 + Ф₃  h_CФ3= 0,

где l_AC = 0.482 м, h_CF34 = 0.72 м, h_CG3 = 0.045 м, h_CФ3 = 0.2575 м.

F ₂₁ = (21000.72 + 20.60.2575 + 2000.045+ 2.15) / 0.482 = 3150 Н.

Векторное уравнение сил для группы 2-3 позволяет графически определить вектор F₃₆ по величине и направлению

_ _ _ _ _ _

 F ^(3-2) = 0, G₃ + Ф₃ + F₃₄ + F₂₁ + F₃₆ = 0 .

^??

Строим план сил в масштабе _F = 0.1 мм/Н и находим

F₃₆ =104/0.1 = 1040 Н.

D _{__} _F = 0.1 мм/Н

F₃₄

h_CF34

---