Рычажный механизм поперечно-строгального станка, страница 4

Силы инерции звеньев, Н:

F_И3 = m₃а_S3 = 15 · 4,8 = 72 Н;

F_И4 = m₄а _S4 = 2 · 9,6 = 19,2 Н;

F_И5 = m₅а_E = 60 · 9,6 = 576 Н;

Моменты сил инерции звеньев, Н·м:

M_И4 = I_S4ε₄ = 0,02 · 0,025 = 0,005 Н·м;

где I_S4 – момент инерции звена 4.

M_И3 = I_S3ε₃ = 0,07 · 8,1 = 0,56 Н·м;

Сила сопротивления, Н:

F_C = 1600 Н.

Аналитическое моментное уравнение:

               (1.2.54)

где h₁ и h₂ – плечи векторов F_И4 и G₄ относительно точки E, мм.

Тангенциальная составляющая реакции R₁₂, Н [1]:

                                   (1.2.55)

  

Векторное уравнение диады 4-5:

              (1.2.56)

Масштаб плана сил μ_F, мм/Н [1]:

                                                (1.2.57)

где  - отрезок в мм, изображающий силу сопротивления.

План сил диады 4-5 построен в масштабе µ_F, вектора последовательно отложены по уравнению (1.2.56). Вектор R₀₅ и нормальная составляющая вектора R₃₄ найдена откладыванием в масштабе плана сил их направления.

Длины векторов на плане сил определены умножением их на масштаб плана сил µ_F:

Реакции и определены из плана сил µ_F, Н:

Векторное уравнение звена 4:

                                                         (1.2.58)  

Искомый вектор  определён путём замыкания  векторного многоугольника. Аналогичный отрезок, но противоположного направления получен при составлении векторного уравнения для звена 4: . Эти вектора равны по модулю и приложены к разным звеньям.

1.3.2  Силовой расчет звена 2 и 3

Аналитическое моментное уравнение:

             (1.2.59)

где h₁,h₂ и h₃– плечи векторов R₄₃, F_И3 и G₃ относительно точки С, мм.

Тангенциальная составляющая реакции R₁₄, Н [1]:

                        (1.2.60)

Векторное уравнение звена 3:

                                (1.2.61)

Масштаб плана сил μ_F, мм/Н [1]:

                                                (1.2.62)

где  - отрезок в мм.

План сил звена 3 построен в масштабе µ_F, вектора последовательно отложены по уравнению (1.2.61). Вектор R₀₃ найден откладыванием в масштабе плана сил его направления.

Длины векторов на плане сил определены умножением их на масштаб плана сил:

Реакция определена из плана сил µ_F, Н:

Векторное уравнение звена 2:

                                              (1.2.63)

Масштаб плана сил μ_F, мм/Н [1]:

                                                (1.2.64)

где  - отрезок в мм.

План сил звена 2 построен в масштабе µ_F, вектора последовательно отложены по уравнению (1.2.63). Вектор R₁₂ определён путём замыкания  векторного многоугольника.

Длины векторов на плане сил определены умножением их на масштаб плана сил:

Реакция определена из плана сил µ_F, Н:

           

1.3.3 Силовой расчёт начального звена

Аналитическое моментное уравнение:

                                                       (1.2.65)            

                                               (1.2.66)

где h – плечо вектора R₂₁ относительно точки A, мм.

Векторное уравнение звена 1:

                                    (1.2.67)

Масштаб плана сил μ_F, мм/Н [1]:

                                                (1.2.64)

где  - отрезок в мм.

Длины векторов на плане сил определены умножением их на масштаб плана сил:

План сил начального механизма построен в масштабе µ_F, вектора последовательно отложены по уравнению (1.2.67). Вектор R₀₁ получен замыканием векторного многоугольника.

Из плана сил определён вектор :

1.3.4 Мощности и КПД

Мгновенная мощность для механизмов двигателей P_мгн, Вт [1]:

                                                          (1.2.65)

где P_Д – мощность движущих сил, Вт:

                                             (1.2.66)

P_T – мощность сил трения, Вт; она определена как сумма мощностей трения во всех кинематических парах

                           (1.2.67)

где k - число поступательных пар; в механизме поперечно-строгального k= 2; m - число вращательных пар; m= 5; R_П - реакция в поступательной паре, Н (R₂₃, R₀₅); R_B - реакция во вращательной паре (R₀₁, R₁₂, R₀₃, R₃₄, R₄₅); f_П - коэффициент трения в поступательной паре; f_П = 0,1; f_В - коэффициент трения во вращательной паре; f_B = 0,08; v_r - относительная скорость в поступательной паре, м/с (v_E, v_B3); ω_r - относительная угловая скорость, с^-1; определяется с учетом знаков угловых скоростей ω_i и ω_j соседних звеньев по формуле:

ω_r = |ω_i – ω_j|,                                                 (1.2.68)

r – радиус шарнира, м; определяется из расчёта на износостойкость. Диаметры шарниров определены по формуле:

                                                 (1.2.69)

Значения мощностей сил трения рассчитано по уравнению (1.2.67):

Мгновенная мощность рассчитана по формуле (1.2.65):

Механический КПД:

                                            (1.2.70)