Механизм фанерострогального станка. Структурно – кинематический анализ. Определение уравновешивающей силы методом Н.Е. Жуковского, страница 2

№ п/п	0	1	2	3	4	5	6	7
аВ, м/с2	5,3	4,75	1,9	4,5	8,8	5,6	1,75	5,1
, 1/с2	0,31	2,69	4,44	3,31	0,44	2,69	4,56	3,31

Таблица 3.

1.2.4.  Построение кинематических диаграмм движения рабочего звена.

Кинематической диаграммой называется график изменения какого – либо параметра механизма в функции времени.

Диаграмма  S=f(t) строится в прямоугольной системе координат. По оси абсцисс откладывается , длинна которого принимается за врем одного оборота кривошипа.

График скорости строится по данным плана скоростей = 0,02 м/с*мм. График ускорения   а=f(t) строится путем графического дифференцирования графика v=f(t).

Масштаб:

ОР – полюсное расстояние

2.  Силовой анализ

Цель:

1.  Определение давлений в кинематических парах.

2.  Определение уравновешивающей силы.

2.1  Определение уравновешивающих сил тяжести.

Силы тяжести:

G = mg

G₁=m₁*g=18*9.8=176.4 H

G₂=m₂*g=30*9.8=2944 H

G₃=m₃*g=38*9.8=372.4 H

Силы инерции:

а_S – ускорение центра масс

Р_n1= 18 * 2,12=38,16 Н

Р_n2= 30 * 5,8=174 Н

Р_n3= 38 * 4,75= 180,5 Н

Знак минус показывает, что сила Р_nнаправлена противоположно ускорению a_S.

P_nc=0  кН

J_{S 2}=0.1*30*1.6²=7.68 кг*м²

2.2 Силовой расчет группы 2 – 3

Вычерчиваем отдельно. Связи этой группы заменяем реакциями. Реакция во вращательной паре R₁₂неизвестна по величине и направлению, поэтому делим её на две составляющие: силу  направленную по звену АВ и силу , направленную перпендикулярно звену АВ.

Приложим силы тяжести G2, G₃, Р_n3, которая направлена противоположно вектору ускорения . За полюс принимаем точку В. Центр качания  К₂.

Точка Т₂ приложения силы инерции Р_n2будет находиться на пересечении линии, проведенных параллельно вектору  из точки К₂ и параллельно  из точки S_2.

Уравнение моментов относительно точки В:

Уравнение равновесия:

Строим замкнутый многоугольник сил согласно уравнению.

Масштаб:

=124,2/10 = 12,5                                  

                                 

Реакцией R₁₂ является векторная сумма

R₁₂=78*5=390 H

R₀₃= 92 *5=460 H

2.3.  Силовой расчет ведущего звена

Для достижения равновесия к кривошипу необходимо приложить уравновешивающую силу. Она приложена в точке А и действует перпендикулярно кривошипу.

Уравнение моментов:

Уравнение равновесия:

Масштаб:

320,19/5=64                              176.4/5=35

340/5=68                                   38.16/5=8

Строим силовой многоугольник

2.4.  Определение уравновешивающей силы методом Н.Е. Жуковского

Теорема: Если какой – либо механизм с одной степенью свободы под действием приложенных к нему сил находится в равновесии, то в равновесии находится и план скоростей, повернутых на 90⁰, рассматриваемый как рычаг, вращающийся вокруг полюса и нагруженный теми же силами.

Точку приложения P_n2 найдем из соотношения:

 

Составляем уравнение моментов:

 Н

Расхождение результатов определения уравновешивающей силы методом Жуковского и методом планов не должно превышать 5%.

Условие выполняется (2,17% < 5%).

Аналогично производим силовой анализ для холостого хода. Результаты сводим в таблицу.

№ п/п	R12, H	R03, H	R01, H	Pур, Н	, Н	, %
7	460	450	630	10,72	12,016	12,1

Таблица 4.

3.  Динамический синтез механизма.

3.1. Определение приведенной силы или приведенного момента сил.

К числу приводимых сил относятся силы полезных сопротивлений и силы веса звеньев.

Расчет приведенных сил и моментов проводим путем заполнения таблицы.