Структурный анализ рычажного механизма. Кинематический анализ рычажного механизма. Кинематические диаграммы, страница 11

                             ; .                           (5.8)

Для определения полной реакции  на плане сил выполняют векторное сложение по уравнению

                                          .                                    (5.9)

путем соединения точек 7 и 1. Модуль полной реакции

.

В) Векторное уравнение для звена. Для определения реакции в средней кинематической паре диады составляют векторное уравнение сил, действующих на одно из звеньев диады, например, на звено 2:

Искомый вектор  определяют замыканием векторного многоугольника путем соединения точек 3 и 7. Аналогичный результат получится при составлении векторного уравнения для звена 3. В итоге получится . Оба вектора равны по модулю, направлены в противоположные стороны и приложены к разным звеньям. По этим причинам они не были включены в уравнение (5.6). Модуль реакции определяют по формуле (5.8).

5.3. Силовой расчет диады 4-5

Реакции в кинематических парах диады 4-5 такого же вида, как диада 2-3, определяют аналогично. Излагаемый порядок анализа соответствует такту "расширение" в цилиндре С, к поршню которого приложена движущая сила F_Д в направлении движения. В соответствии с циклограммой (табл. 2.1.1) в цилиндре Е происходит всасывание с силой сопротивления F_С, направленной против движения.

Если студенту задается такт "расширение" в цилиндре Е, то на поршень Е будет действовать сила F_Д, определяемая по формуле (5.1), а на поршень С – сила сопротивления F_С. Расчетной схемой является план положений диады, к которому приложены действующие силы F_С, F_и4, G₄ и момент M_и4, определяемые по формулам (5.1)…(5.4). Искомыми будут реакции ,  и . Порядок силового расчета диады:

1)  Уравнение моментов относительно точки Е для определения составляющей реакции :

         ,                          (5.10)

где ED, h₃ и h₄ – плечи сил на плане диады (рис. 5.1).

2)  Векторное уравнение для диады:

             ,                        (5.11)

решая которое, определяют R₀₅, и .

3) Векторное уравнение для звена 4:

                                       ,                                    (5.12)

из которого находят . Модули реакций определяют по формуле (5.8). Таким образом, в пп. 5.2 и 5.3 изложена методика расчёта реакций в шести кинематических парах механизма ДВС. Седьмая пара – коренная шейка коленчатого вала.

5.4. Силовой расчет начального звена

Действующие силы через реакции в парах передаются на начальное звено. Эквивалентом этих сил является уравновешивающий момент . Его определяют  из уравнения моментов относительно центра вращения кривошипа А:

                                  ; ,                         (5.13)

где h₅ и h₆ – плечи сил на плане начального механизма (рис. 4.1).

В точках В и D звена 1 прикладывают реакции  и . Реакцию во вращательной паре определяют из векторного уравнения:

                                  .                           (5.14)

5.5. Расчет мощностей

Для каждого положения начального звена мгновенная мощность для механизмов двигателей

                                                          ,                                                  (5.15)

где  - мощность движущих сил, Вт.

                                                     .                                                (5.16)

 - мощность сил трения, Вт; ее определяют как сумму мощностей трения во всех кинематических парах

                                                ,                                       (5.17)

где k - число поступательных пар; в механизме ДВС k=2;

m - число вращательных пар; m= 5;

 - реакция в поступательной паре, Н (R₀₃, );

 - реакция во вращательной паре (R₀₁, R₁₂,  R₁₄, R₂₃, R₄₅);

 - коэффициент трения в поступательной паре; рекомендуется принимать = 0,1;

 -коэффициент трения во вращательной паре; = 0,08;

 - относительная скорость в поступательной паре, м/с (, );

 - относительная угловая скорость, с^-1; определяется с учетом знаков угловых скоростей   и  соседних звеньев по формуле