Силовое исследование плоских механизмов: Методические указания к выполнению курсового проекта по дисциплине "Теория механизмов и машин", страница 5

Рис. 17

Для высшей пары 4 класса (рис. 17,г), реакция R₁₂ приложена в точке соприкосновения и направлена по общей нормали N-N , проведенной к профилям в точке их касания.

6.  Силовой  расчет плоских  механизмов

без  учета  сил  трения

При работе механизма под действием внешних сил звенья механизма взаимодействуют и в кинематических парах его возникают силы реакции, которые в процессе движения могут измеряться по величине и направлению.

Целью силового расчета механизма является определение сил, действующих на звенья данного механизма при заданном движении его ведущего звена.

Способы определения внешних сил, а именно сил сопротивления, движущих сил, сил веса и сил инерции, рассмотрены в предыдущих параграфах, при этом для определения этих сил необходимо знать движение звеньев механизма. Поэтому, чтобы произвести силовой расчет механизма, при заданном движении ведущего звена, нужно произвести кинематическое исследование механизма. Определив ускорение и скорости движения звеньев, а также сил полезных сопротивлений если они зависят от скорости движения или перемещения рабочего звена.

Очевидно, что для определения сил инерции требуется знать размеры, массы и моменты инерции звеньев. Если механизм только проектируется и этих данных нет, то

приходится предварительно задаваться ориентировочными формами и весами их масс и моментов инерции, а в последующих расчетах уточнить принятие значения.

Таким образом, задача енотового расчета механизма может быть поставлена в следующем виде.

Дано:

1) схема механизма и основные размеры всех его звеньев;

2) внешние силы, действующие на звенья (силы веса, силы полезного сопротивления, силы инерции). Если эти силы еще требуется определить, то, как сказано выше, необходимо дополнительно знать закон движения ведущего звена, массы и моменты инерции звеньев для определения внешних сил.

Определить:

1)  реакции во всех кинематических парах;

2)   уравновешивающую силу или момент на ведущем валу.

Под уравновешивающим моментом (или силой), приложенным к ведущему звену в рабочей машине, понимают тот момент, который должен быть приложен со стороны двигателя к машине, чтобы при данном движении механизма преодолевались сопротивления всех внешних сил, действующих на механизм.

Под уравновешивающим моментом в машине- двигателе понимают момент сил сопротивления, приложенный к ведущему звену механизма, который может преодолеваться движущими силами, действующими на механизм двигателя.

Последовательность силового расчета механизма без учета сил        трения

Силовой расчет механизмов производят сначала без учета сил трения, так как они, как правило, невелики. Однако в некоторых случаях они имеют существенное значение. Способы определения сил трения в кинематических парах и учет сил трения в механизмах с низшими парами будут освещены в последующей главе.

Силовой расчет механизма без учета сил инерции называется статическим. Такой расчет производится в тех случаях, когда силы инерции невелики, это бывает при малых массах звеньев и в тихоходных машинах.

Силовой расчет механизма называется динамическим, если при расчете учитываются силы инерции звеньев механизма.

Учет сил инерции особенно важен в быстроходных машинах, где иногда инерционные нагрузки на звенья достигают значений в десятки и сотни паз больше чем веса самих звеньев.

Последовательность силового расчета механизма без учета сил трения.

Силовой расчет механизма производится в определенной последовательности.

Рассмотрим эту последовательность расчета на примере механизма, приведенного на рис. 18,а.

Пусть на звенья механизма действуют известные внешние силы P₁, P₂, P₃, P₄. Требуется определить реакции во всех кинематических парах механизма и уравновешивающий момент M_y на кривошипе АВ, получаемый от двигателя, как необходимый движущий момент.