Построение плана ускорений
Механизм I класса (звено 1).
Точка А кривошипа 1 совершает вращательное движение вокруг О, поэтому ее ускорение есть сумма нормального и тангенциального ускорений:
, 
=0, т.к. n1 = 0;
Модуль ускорения.
aA = aA n =w12·LOA = 29,32·0,1=85,849 м/c2.
На плане ускорений это вектор изображается отрезком pa=171,698мм, направленным от А к О1. Масштаб плана ускорений:
.
Группа Ассура II1 (2, 3)
Составляется система векторных уравнений, связывающих ускорение внутренней точки В с ускорениями внешних точек А и О3 на основании уравнений (2.4):
В этой системе модули нормальных ускорений
;
.
На плане ускорений векторы 
и 
изображается отрезками
; 
.
В результате построения плана ускорений определяются отрезки nBAb=135 мм, nВО3b=110 мм, pb=115 мм и определяются модули ускорений:
аB=(pb)·ka=115∙0,5 =57,5 м/с2;
аВAt=(nBAb)·ka=135∙0,5=67,5 м/с2;
аВO3t=(nBO3b)·ka=110∙0,5=55 м/с2.
Ускорение точки S2 определяются с помощью теоремы подобия, на основании которой составляется пропорция, связывающая чертежные длины звена 2 с отрезками плана скоростей:
 |
откуда определяется длина неизвестного отрезка:
.
Этот отрезок откладывается на отрезке ab плана ускорений. Соединением полюса p с точкой S2 получается отрезок pS2= 140 мм (определено замером). Модуль ускорений точки S2
aS2=(ps2)·ka=140∙0,5 =70 м/с2.
Ускорения точек S3 и С определяются аналогично.
Определяются величины угловых ускорений звеньев 2 и 3:
; 
Для определения e2 отрезок nBAb плана ускорений устанавливается в точку В, а точка А закрепляется неподвижно. Для определения направления e3 отрезок nBО3b устанавливается в точку С.
Группа Ассура II2(4, 5).
По принадлежности точки D звену 5 вектор ее ускорения известен по направлению: II x-x. Поэтому для построения плана ускорений для данной группы достаточно одного векторного уравнения:
В этом уравнении модуль нормального ускорения
aDСn = w42·LCD = (2,96)2∙0,25=2,19 м/с2,
на плане это ускорение изображается отрезком
В результате построения плана ускорений определяются отрезки pd = 82 мм и nDCd =91 мм и определяются модули ускорений:
aD = (pd)·ka=82∙0,5=41 м/с2;
аDCt= (nDCd)·ka=91∙0,5=45,5 м/с2.
Ускорение точки S2 находится по теореме подобия.
Величина углового ускорения звена 4:
Для определения направления e4 отрезок nDCd плана ускорений устанавливается в точку D, а точка С закрепляется неподвижно. Поскольку звено 5 совершает поступательное движение, то e5 = 0.
Силовой расчет
Определение инерционных факторов
Инерционные силовые факторы – силы инерции звеньев Риi и моменты сил инерции Миi определяются по выражениям:
 |
(1.5.1)
(1.5.2)
Расчет инерционных силовых факторов сведен в таблице 1.4.
Таблица 1.4 - Определение инерционных силовых факторов механизма
| Звено(i) | |||||
| Gi, H | |||||
| Isi, кгм2 | 0.05 | 3.89 | 7.29 | 0.16 | |
| аsi, м/с2 | 58.5 | ||||
| εi, 1/c2 | 92.47 | 137.5 | |||
| Pиi, Н | 292.5 | ||||
| Миi, Нм | 359.7 | 1002.4 | 29.12 |
Силовой расчет проводится в последовательности, противоположной направлению стрелок в формуле строения (1.3.1).
1.5.2 Силовой расчет группы Ассура II2 (4,5)
На листе 1 проекта построена схема нагружения группы в масштабе kL = 0,0025 м/мм. Силовой расчет группы состоит из четырех этапов.
1 Составляется сумма моментов сил, действующих на звено 4, относительно шарнира D:
где hG4 =67 мм, hИ4 =37 мм – чертежные размеры сил G4 и РИ4, определяемые замером на схеме нагружения группы. Из уравнения имеем:
т.к. 
R34t > 0, то ее действительное направление соответствует предварительно выбранному.
2 Составляется векторная сумма сил, действующих на группу:
Для построения плана сил по этому уравнению принимается масштаб kР =20 H/мм. Определяются длины отрезков (таблице 1.5).
Таблица 1.5 - Длины отрезков, изображающих известные силы.
| Сила | R34t | PИ4 | G4 | PИ5 | G5 | Q |
| Модуль, Н | 495,38 | 292,5 | ||||
| Длина, мм | 24,769 | 14,625 | 2,5 | 12,3 |
Составляется векторная сумма сил, действующих на звено 5:
Для определения точки приложения реакции R05 в общем случае следует составить сумму моментов сил, действующих на звено 5, относительно шарнира D. Однако в рассмотрении механизме в этом нет необходимости: силы, действующие на звено 5, образуют сходящуюся систему, поэтому линия действия реакции R05 проходит через шарнир D.
1.5.3 Силовой расчет группы Ассура II22,3)
На листе 1 проекта построена схема нагружения группы в масштабе kL = 0,005 м/мм. Силовой расчет группы состоит из четырех этапов.
1 Составляется сумма моментов сил, действующих на звено 2, относительно шарнира В:
,
где hG2 = 96 мм, hИ2 =67 мм – чертежные плечи сил G2 и PИ2, определяемые замером на схеме нагружения группы. Из уравнения имеем:
2 Составляется сумма моментов сил, действующих на звено 3, относительно шарнира В:
Откуда
3 Составляется векторная сумма сил, действующих на группу:
Для построения плана сил по этому уравнению принимается масштаб kP =20 H/мм. Определяются длины отрезков (таблица 1.6).
Таблица 1.6 - Длины отрезков, изображающих известные силы
| Сила | R12t | PИ2 | G2 | PИ3 | G3 | R43 | R03t |
| Модуль, Н | 1057,7 | 444,75 | |||||
| Длина, мм | 52,887 | 51,1 | 7,3 | 22,24 |
4 Составляется векторная сумма сил, действующих на звено 3:
1.5.4 Силовой расчет механизма I класса
На листе 1 проекта построена схема нагружения начального звена. Его силовой расчет состоит из двух этапов.
1 Составляется сумма моментов сил, действующих на звено, относительно шарнира О1:
Откуда
МУР = -R21·h21·kS = -1420∙40 0,005 =-284 Hм
2 Составляется векторная сумма сил, действующих на звено 1:
По этому уравнению на листе 1 проекта строится план сил в масштабе kР =20 H/мм.
На этом силовой расчет механизма завершен.
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
1 Теория машин и механизмов: Учебник для вузов/ К.В.Фролов, С.А. Попов, А.К. Мусатов и др.; под ред. К.В. Фролова. – М.: Высш.шк., 1998. – 496с.
2 Механика машин: Учебное пособие для вузов/ И.И. Вульфсон, М.Л. Ерихов, М.З. Коловский и др.; под ред. Г.А. Смирнова.– М.: Высш.шк. 1996.-511с.
3 Пожбелко В.И., Винницкий П.Г., Ахметшин Н.И. Курсовое проектирование по теории механизмов и машин: Учебное пособие /Под ред. В.И. Пожбелко. - Челябинск: Изд-во ЮУрГУ, 2003.- Часть 1 - 108с.
 |
