Силовой расчет группы Асура 2-го класса

Как было отмечено выше, силовой расчет ведется по группам Асура, начиная с последней присоединенной группы. Для силового расчета группы вычерчиваются строго в масштабе и в том положении, которое они занимают на механизме в рассматриваемый момент времени. К каждой группе прикладывают все известные силы (включая силы инерции и моменты сил инерции, а также реакции в кинематических парах – действие отсоединенных звеньев на звенья рассматриваемой группы Асура).

Неизвестные реакции в шарнирах направляются произвольно; реакции в поступательных парах прикладываются в произвольной точке на направляющей и перпендикулярно этой направляющей.

Все силы на этом этапе можно прикладывать без определенного масштаба, но должны быть строго выдержаны их точки приложения и направления, т.к. при составлении уравнений моментов плечи измеряются непосредственно на чертеже и переводятся через масштаб в истинную величину.

Уравнение плана сил фактически представляет собой векторное уравнение равновесия (группы или отдельного звена).

В уравнении равновесия силы могут располагаться в любом порядке. Однако в данном случае уравнение плана сил представляет собой алгоритм (определяет последовательность действий) по определению неизвестных реакций, поэтому при формировании векторного уравнения плана сил надо иметь ввиду, что неизвестные составляющие не должны располагаться в середине уравнения (при этом план сил не строится).

Кроме того, не следует разделять составляющие одной и той же реакции, чтобы не делать дополнительных построений для определения полной реакции.

34. Теорема Н.Е. Жуковского о жестком рычаге.

Одним из способов определения приведенной силы F^пр является способ, предложенный проф. Н.Е. Жуковским. Уравнение, из которого может быть найдена F^пр, основано на равенстве мощностей: F_∑^пр·V_A·cos(F_∑^пр V_A)=∑F_i·V_i·cos(F_i V_i).

Рассмотрим какое-либо звено механизма, в т. В которого приложена сила F_i под углом α_i к вектору скорости V_i этой точки (рис.25, а). Мощность силы F_i равна:

P_i=F_i·V_i·cosα_i. Если вектор скорости т. В (план скоростей) повернуть на Рис.25 90^˚ и силу F_iприложить к концу вектора (в т. «b»), сохранив ее направление, то момент этой силы относительно полюса «p» будет равен (рис.25, б): M_i=F_i·h_i=F_i·V_i·cosα_i=P_i,

т.е. равен мощности силы F_i. Таким образом, F_iможно найти, повернув на 90^˚ план скоростей и приложив к нему все внешние силы, включая силы инерции, в соответствующих точках и сохраняя их направления. Тогда из уравнения моментов такого рычага: F_∑^пр·h_пр=∑F_i·h_i, получим: F_∑^пр=∑F_i·h_i/h_пр, где h_i и h_пр — кратчайшие расстояния от полюса плана скоростей до линии действия i-ой и приведенной сил. Повернутый на 90^˚ план скоростей с приложенными к нему силами называется жестким рычагом Жуковского. Величина F^пр или М^пр зависит от положения механизма, поэтому можно построить диаграмму, например, F^пр(φ), являющуюся функцией положения звена приведения. Для этого необходимо последовательно определить значения F^пр методом рычага Жуковского для целого ряда положений механизма в пределах цикла (F₁^пр, F₂^пр,…) и отложить их на диаграмме (рис.26).

Приведенная сила F∑пр или момент М∑пр характеризует реакцию механизма на движение его входного звена по определенному закону, задаваемому двигателем. Сила или момент, равные по величине приведенной силе или моменту, но противоположные им по направлению называется уравновешенной силой Fур или моментом Мур. Эта сила или момент развивается двигателем и обеспечивает заданное движение входного звена.

Если к рычагу Жуковского приложить все внешние силы, включая силы инерции, а также Fур, то его можно рассматривать в равновесии, из условия которого: Fур•hур+∑Fi•hi=0 можно определить неизвестную Fур, а также найти мощность двигателя Pдв, требуемую для получения заданного движения входного звена в заданном положении:

Pдв=Fур•VA•cos(FурVA)=Mур•ω