Силовой расчет ведущего звена

Ведущее звено входит со стойкой во вращательную кинематическую пару V класса. Из условия статической определимости 3n = 2p₅ + p₄ (п. 3.1.4.1; формула 3.13) следует, что под действием приложенных сил, в том числе и сил инерции, ведущее звено не находится в равновесии, т.к. его степень подвижности W=1. Кинематическая цепь будет находиться в равновесии, когда W=0. Поэтому, чтобы имело место равновесие, необходимо приложить силу и пару сил, которые бы уравновесили все силы, приложенные к ведущему звену, т.е. уравновешивающую силу Р_ур или уравновешивающий момент М_ур.

Уравновешивающая сила может быть определена двумя методами:

1. Передача крутящего момента осуществляется через муфту.

2. Передача крутящего момента осуществляется через зубчатую передачу.

Метод 1

Исходные данные для расчета: ℓ_ОА - длина звена в м; G₁ – сила тяжести в Н; Р_И1 – сила инерции в Н; М_Ри1=0 – момент от силы инерции равен нулю, т.к. угловая скорость ведущего звена постоянна, R₂₁ в Н.

Определить: Р_ур - уравновешивающую силу, R₄₁ – реакцию в опоре.

Решение. Уравновешивающая сила направлена перпендикулярно к ведущему звену, т.е. Р_ур ^ ОА (рисунок 3.10). Поэтому у силы Р_ур неизвестна только величина. Реакция R₄₁ неизвестна ни по величине, ни по направлению, т.к. она раскладывается на две составляющие: на нормальную и тангенциальную составляющие. Поэтому вначале будем находить величину Р_ур.

R₂₁

V_A Р_ур

A h₂ Р_ур R₄₁

Р_И1

S Р_И1

G₁

O G₁ R₂₁

R₄₁

h₁

Рисунок 3.10 - Ведущее звено и его план сил

(передача крутящего момента осуществляется через муфту)

R₂₁ определяется из силового расчета предыдущей структурной группы 2-3. R₂₁ по величине равна реакции R₁₂, но противоположна по направлению, т.е. R₂₁=-R₁₂. Составим сумму моментов относительно точки О

∑М_О = 0, Р_ур ОА - R₂₁h₂ - G₁ h₁ = 0 (3.25)

и определим силу Р_ур. Реакцию R₄₁ найдем из плана сил. Для этого составим сумму сил ведущего звена:

∑Р_i = 0, Р_ур+G₁+ R₂₁ + Р_И1 +R₄₁ = 0 (3.26)

и замыкающий вектор даст величину неизвестной реакции R₄₁= [ R₄₁ ] μ_Р = Н.

Метод 2

Рисунок 3.11 - Ведущее звено и его план сил (передача крутящего

момента осуществляется через зубчатую передачу)

В этом случае уравновешивающая сила Р_ур направлена вдоль линии зацепления АВ и приложена к полюсу зацепления, т.е. к точке Р (рисунок 3.11). В дальнейшем расчет ведется аналогично методу 1. Р_ур определяется из уравнения (3.25), а реакция R₄₁ из плана сил по уравнению (3.26).