Силовой анализ входного звена

   Как указывалось выше, входное звено со стойкой образует, как правило, кинематическую пару пятого класса — поступательную или вращательную (вторая более актуальна) и в совокупности эти два звена образуют механизм I класса, подвижность которого равна единице.Соответственно число уравнений статики для ведущего звена превышает число неизвестных на ту же единицу:

 

3 п -  = 1.

  Т.е. расчетная схема для силового анализа входного звена является статически определимой, при этом одно из уравнений статики оказывается «лишним». 

  Вместе с тем система сил, действующая на входное звено и соответствующая принятому порядку силового расчета механизма, не является исчерпывающей, поскольку остается не определенным силовое воздействие на данное звено со стороны движителя, который, собственно, и обеспечивает требуемый закон движения звена и механизма в целом. Движущая сила (или движущий момент сил) вместе с силами сопротивления движению в каждый момент времени образуют равновесную систему сил, поэтому она еще называется уравновешивающей  силой (уравновешивающим  моментом сил).

  Таким образом, силовой анализ входного звена включает определение уравновешивающей силы (уравновешивающего момента) и реакции в кинематической паре, 

соединяющей входное звено и стойку.  

  Пусть входное звено вместе со стойкой образует вращательную пару V класса (см. рис.4.18, а). Массовыми характеристиками звена можно  пренебречь (кривошипы обычно имеют небольшие размеры, при этом массивные кривошипы, как правило, уравновешены), в результате система сил, действующих на входное звено, образована следующими силами:

   - реакция в кинематической паре, соединяющей входное звено 1 и звено 2 присоединяемой к звену 1 и стойке структурной группы;

   - реакция в кинематической паре, соединяющей звено 1 со стойкой;

   - уравновешивающая сила, приложенная, например, в точке  К входного звена перпендикулярно его оси.

         Отсюда имеем расчетную схему на рис. 4.18, б.

 

 

а)                                             б)

 

Рис. 4.18

 

 

    Уравновешивающую силу найдем из уравнения моментов действующих на кривошип сил относительно шарнира А:   

 

.

 

  Реакция в шарнире А определится как графическое решение (см. рис. 4.19) векторного уравнения:  

 

 

 

Рис.4.19

 

        Силовой анализ механизма завершен.  

 

5. КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ К ОТЧЕТУ ПО ПРОЕКТУ

 

1. Машина. Классификация машин.

2. Механизм. Виды механизмов.

3. Предмет теории механизмов и машин. Задачи теории механизмов и машин.

4. Звено механизма. Подвижные и неподвижные звенья механизма.

5. Кинематическая пара. Элемент кинематической пары.

6. Условия связи в кинематических парах. Классификация кинематических пар. Примеры кинематических пар.

7. Высшие и низшие кинематические пары. Геометрическое и силовое замыкание кинематических пар.

8. Условное изображение кинематических пар.

9. Кинематическая цепь. Простые и сложные кинематические пары. Замкнутые и незамкнутые кинематические пары.

10. Механизм как кинематическая цепь. Входное и выходное звенья механизма. Промежуточные звенья. Стойка.

11. Кинематическая схема механизма.

12. Число степеней свободы кинематической цепи. Структурная формула кинематической цепи. Формула Чебышева.

13. Понятие обобщенной координаты. Начальное звено.

14. Основной принцип образования механизмов. Группа Ассура. Классификация механизмов.

15. Задачи кинематического анализа механизмов.

16. Закон движения начального звена.

17. Понятия аналога скорости и ускорения. Геометрический метод кинематического анализа механизмов. Формулы для вычисления скоростей и ускорений точек и звеньев механизма по их аналогам.

18. Основное и начальное движения механизма.

19. Определение траекторий движения точек механизма. План положений механизма.

20. Определение скоростей и ускорений точек и звеньев механизма методом диаграмм. Геометрическое дифференцирование.

21. Определение скоростей и ускорений точек и звеньев механизма методом планов. Планы скоростей и ускорений дли структурных групп II класса.

22. Задачи силового расчета. Силы, действующие на звенья механизма. Силы движущие и силы сопротивления.

23. Диаграммы сил, работ, мощностей. Нагрузочные диаграммы машин.

24. Кинетостатический расчет плоских механизмов.

25. Условие статической определимости кинематической цепи.

26. Определение реакций в кинематических парах групп IIкласса.

27. Кинетостатический расчет начального звена. Уравновешивающая сила.

 

 

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

 

     В настоящих  Методических указаниях рассмотрены методы структурного, кинематического и силового анализа достаточно простых и вместе с тем весьма распространенных типов механизмов и структурных групп, к расчетным  схемам которых сводится большое количество реальных механизмов и их структурных составляющих. Отсюда высокая степень актуальности освоения этих методов как важной ступени общеинженерной подготовки будущего инженера-механика, формирования у него способности построения абстрактных моделей самых сложных технических систем, разложения их на простые составляющие, анализа последних и обобщения полученных результатов как основы для создания новых более совершенных машин и агрегатов.

 

 

ПРИЛОЖЕНИЕ

 

ТИПОВЫЕ ЗАДАНИЯ 

К КУРСОВОМУ ПРОЕКТУ

 

1. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ

 

       Индивидуальное проектное задание к курсовому проекту по дисциплине «Теория механизмов и машин» включает структурную схему машины, кинематическую схему исполнительного механизма, подлежащего анализу, размерные данные этого механизма и закон движения его входного звена. Задание содержит также нагрузочную диаграмму машины. 

       Задание оформляется на листах форматом А1 и включается в пояснительную записку.

 

        2. ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ КУРСОВОГО ПРОЕКТА