Кинематическое и кинетостатическое исследование механизма. Механизм породопогрузочной машины. Построение планов скоростей, страница 2

По результатам построений можем судить, что точка С имеет максимальное ускорение на холостом ходу, что подтверждается таблицей скоростей. Теперь можно строить графики скорости, ускорения и перемещения методами графического дифференцирования и интегрирования.

 График скоростей.

Примем графический размер , но графический размер  на плане скоростей в положении А₀. Посчитаем масштабный коэффициент .

График перемещений.

График ускорений.

На этом кинематический анализ механизма завершается и начинается кинетостатический анализ.

Определение угловых ускорений.

 и

 и .

Кинетостатический анализ механизма.

          Метод кинетостатики: в основе метода кинетостатики положен принцип Д’Аламбера. Он заключается в использовании методов статики применительно к подвижным звеньям механизма. Звено условно считается неподвижным, и к нему прикладывают все действующие на него силы, включая реакции связей, и с помощью уравнений моментов находят тангенциальные составляющие реакций, а их нормальные составляющие находят построением плана сил. Необходимо учитывать силы инерции, моменты инерции; для составления плана сил требуется момент инерции привести к паре сил или заменить силу инерции и момент инерции приведённой нагрузкой, приложенной в точке качания. В предложенном случае момент инерции и сила инерции коромысла приводятся к одной силе, равной по модулю силе инерции и приложенной в точке качания. Точка качания – это точка приложения приведённой инерционной нагрузки, расстояние от центра масс звена до точки качания вычисляется по формуле: , где l-расстояние от точки подвеса до центра тяжести звена (коромысла), J-момент инерции звена. Момент инерции второго звена (шатуна) приводится к паре сил, которые вращают его точно также, как и исходный момент.

Для пятого положения механизма составляем необходимые уравнения моментов и определяем неизвестные силы, все обозначения представлены на прилагаемом чертеже.

Для шатуна:

Погонную массу звена примем равной , тогда масса шатуна , масса коромысла . Сила тяжести шатуна и коромысла равны соответственно Сила инерции шатуна и коромысла равны соответственно  Силу технологическую примем равной

Для коромысла:

Таким образом, неизвестные тангенциальные составляющие реакций найдены, можно строить план сил. Построение следует начинать с первой тангенциальной составляющей реакции, а заканчивать второй, при  этом пересечение нормальных составляющих будет условием замкнутости многоугольника сил, что свидетельствует о равновесии системы. Реакцию в шарнире В находим тоже построением плана сил.

Примем графический размер , тогда

СИЛА	ЗНАЧЕНИЕ [Н]	РАЗМЕР [мм]
	48	1,5
	3000	96
	100	3,2
	50	1,6
	50	1,6
	200	6,4
РЕЗУЛЬТАТ
	4332,631	138
	5211,715	166

После построения плана сил рассматриваем начальный механизм, прикладываем к кривошипу найденную реакцию R₁₂ и в зависимости от того, в какую сторону данная реакция будет вращать кривошип относительно стойки, прикладываем к нему уравновешивающую силу, чтобы она вращала его в противоположную сторону.

Составляем уравнение:

Уравновешивающая сила и её момент найдены, проверим правильность результатов методом рычага Жуковского.

Рычаг Жуковского

Данный метод заключается в повороте плана скоростей на 90°(в направлении вращения кривошипа) и приложении к нему всех действующих на механизм сил. Все необходимые силы вычислены в кинетостатическом анализе, план скоростей построен, повернём его на 90° и приложим к нему все действующие силы.

Составляем уравнение:

F_и3×16 + F_Т3×11+ F_Т2×22+F_ТЕХ×71+F_и2×33+F_И3^’’×27+ F_И2^’’×71–×50=0

Из данного уравнения =4774 H, =190,96 Дж; определяем погрешность расчётов:

Полученная погрешность свидетельствует о правильности расчётов и относительно небольшой допущенной ошибке. Графический метод анализа механизма является наиболее простым и наглядным, но менее точным, чем аналитический. Погрешность расчётов находится в пределах 5-10%. К данному отчёту прилагается чертёж формата А1 со всеми необходимыми планами и графиками.