Лекция №5
Силовой анализ плоских рычажных механизмов
Целью силового расчета механизма является определение реакций в кинематических парах, усилий, приложенных к звеньям, ориентировочной мощности двигателя. Результаты могут быть использованы при проектировочных расчетах деталей и узлов механизма.
Силы, действующие в механизме.
1. Внешние силы.
а) Силы и моменты полезного сопротивления. Направлены против движения звена, к которому они приложены. При проектировании должны быть заданы в виде графиков или диаграмм.
б) Движущие силы или моменты. Совпадают с направлением
движения звена, к которому они приложены. Определяются в процессе силового анализа.
в) Силы тяжести подвижных звеньев.
2. Внутренние силы.
а ) Реакции в кинематических парах.
Их величина и направление определяются при силовом расчёте.
В плоских механизмах, в основном, используются низшие поступательные и вращательные кинематические пары (рис1.1 и.1.2).
В поступательной паре линия действия реакции перпендикулярна линии относительной скорости перемещения звеньев.
Во вращательной паре линия действия реакции неизвестна. Поэтому приходится её раскладывать на два направления (обычно вдоль задаваемых осей координат.
В плоской кулачковой паре сточечным контактом звеньев (рис.1.4) реакция всегда направлена по нормали в точке контакта.
б) Силы трения в кинематических парах.
В первую очередь это силы трения скольжения.
Трение является сложным физико-химическим процессом, сопровождающимся выделением тепла. Это вызвано тем, что перемещающиеся тела оказывают сопротивление относительному движению. Мерой интенсивности сопротивления относительному перемещению является сила (момент) трения.
Различают трение качения, трение скольжения, а также сухое, граничное и жидкостное трение.
Если суммарная высота микронеровностей взаимодействующих поверхностей:
· больше, чем высота слоя смазки, то - сухое трение.
· равна высоте слоя смазки, то - граничное трение.
· меньше, чем высота слоя смазки, то - жидкостное.
Учет трения скольжения в поступательной кинематической паре.
Без учета трения реакция направлена по нормали к взаимодействующим поверхностям. При учете трения результирующая реакция Q21 отклоняется от общей нормали на угол трения j в сторону противоположную направлению движения.
без учета трения с учетом трения
Fтр=Qn 12. tg j
tg j= f
Fтр=Qn 12. f
Рис.5.1
Коэффициент трения f определяется экспериментально и зависит от:
а) чистоты обработки контактирующих поверхностей;
б) наличия и характера смазки;
в) сочетания трущихся материалов или вида покрытия деталей.
