Структурный анализ рычажного механизма. Кинематический анализ рычажного механизма. Кинематические диаграммы, страница 12

                                               .                                                 (5.18)

Например, в точках B и D механизма ДВС , ; в точке A ; в точках С и Е ; ;

r- радиус шарнира; определяется ориентировочно из расчета на износостойкость. Диаметр шарнира в мм:

                                 ,                                  (5.19)

где  - допускаемое давление; рекомендуется принимать  = 15 МПа для антифрикционной пары сталь-бронза. В этом случае

.                                           (5.20)

Во вращательной паре 0-1 (коренная шейка) диаметр шарнира кроме того определяют из расчета на кручение по уравновешивающему моменту  в Н×м:

                                                            ,                                (5.21)

где  - допускаемое напряжение на кручение; при  = 15 МПа

.

Из двух значений принимают большее. Например, при R₀₁= 15400 Н и = 800 Н×м  мм;  мм. Следует принять  мм по ГОСТ 6636-69. Механизм ДВС имеет кососимметричное расположение звеньев и кинематических пар. При назначении диаметров следует принимать  (шатунные шейки) и  (поршневые пальцы).

При использовании компьютерных расчётов диаметры шатунных шеек рассчитывают по формуле (5.20) по максимальному из 24 значений R₁₂и R₁₄. Аналогично диаметры поршневых пальцев рассчитывают по максимальному значению реакций  R₂₃ и R₄₅. Диаметры шатунных шеек d₁₂ = d₁₄ следует принимать на 10…15 мм меньше диаметра коренной шейки, а диаметры поршневых пальцев d₂₃ = d₄₅ - на 10…15 мм меньше диаметра d₁₂. Рассчитанные по компьютерным распечаткам диаметры шарниров следует записать в пояснительную записку.

 Механический КПД для двигателей рассчитывают по формуле:

                                                 .                                                    (5.22)

В механизмах технологических машин мгновенная мощность

                                                         ,                                        (5.23)

где  - мощность сил полезных сопротивлений; определяются по формуле (5.16), а механический КПД      

                                                          .                                          (5.24)

5.6. Аналитические методы

5.6.1. Силовой расчет диады 2-3

Расчетная схема диады 2-3 (рис. 5.2) отличается от аналогичной при графо-аналитическом методе.

Рис. 5.2

Особенности схемы по сравнению с графо-аналитическим методом:

1)   Движущая сила  показана отрицательной, так как она направлена к НМТ. Если такт "расширение" происходит в цилиндре Е, то – положительная.

2) Составляющие реакции R₁₂ прикладывают в точке В и изображают в направлении координатных осей ( и ).

3) Составляющие сил инерции  и  показаны отрицательными с учетом положительных направлений составляющих ускорений, так же, как и сила инерции ползуна .

4) Аналогично момент сил инерции  показан отрицательным.

5) Вес G показан отрицательным, так как всегда направлен вниз.

6) Для составления моментных уравнений точка К вынесена за пределы диады.

7) В моментных уравнениях используют координаты точек В, С и S₂ (рис. 4.3).

                                                                                (5.25)

А) Реакцию  находят из уравнения проекций сил, действующих на диаду:

          ; .                           (5.26)

Б) Для определения второй составляющей  записывают уравнение моментов; в общем виде относительно произвольной точки A:

                                                  ,                                            (5.27)

где x, y- координаты точки приложения силы, м;

X, Y- проекции силы на оси x и y, Н.

При вычислении момента силы относительно выбранной точки К  используют локальные координаты  и . Так, например, для точки S₂ это будут координаты  и . В этом случае уравнение (5.27) примет вид:

.

                                         (5.28)

При условии  и искомая реакция определяется так:

                                                                (5.29)  

.

Реакцию  находят из уравнения проекций сил на ось x: