Расчет сил, действующих на рычаг

       Из рис. 2 «б» видно, что основные силы, действующие на рычаг, а именно R_W, R_N1 и S, образуют треугольник сил. В этом треугольнике известной силой является сила зажима детали – W, остальные силы нужно определить. Для определения неизвестных сил применяется теорема отношения сторон и углов треугольника:

     Из приведенного соотношения, с учетом того, что , следует:

.

     Для решения задачи необходимо определить неизвестные углы в треугольнике сил. Углы в треугольнике сил определяются либо простым анализом сторон многоугольника с учетом геометрической формы рычага, либо с помощью дополнительных построений и соответствующих решений.

       Угол β. На основании анализа многоугольника сил видно, что угол β

определяется из равенства:

β=180⁰-2φ-α_к;

Где, φ- угол трения;

     α_к – угол наклона рабочей поверхности клина.

     Для определения углов α и β или одного из них нужно установить положение силы S относительно силы R_N1  либо силы R_W. Из рисунка 2 «б» видно, что угол γ находится как разность углов:

γ = 90⁰-(90- α_к) – δ = α_к– δ.

Угол δ можно определить, если из полюса сил восставить перпендикуляр к левому плечу рычага (рис. 2 «а»). Тогда угол δ находится из выражения   (рис. 3). Для

a

к

в

с

а

φ

φ

φ

S

О

О1

δ

δ

α1

RW

RN1

b

a1

h1

h

м

β1

Рис.3 Схема к определению угла δ

определения параметров а₁ и   h выполняется дополнительное построение – линия действия силы R_W продолжается, до пересечения с продолжением плеча b (т. О₁). Из анализа образовавшихся треугольников  видно, что h=h₁ – мО, а  мО находится из треугольника ОО₁к по зависимости . В свою очередь, ОО₁ определяется из треугольника ОО₁к по следующему  выражению: .      кО₁ = h₁ – b. где: ; . С учетом выше изложенного отрезок Ом определяется последующему выражению:

Найденное значение h позволяет найти значение отрезка а₁ плеча рычага;

Тогда угол δ определяется следующим выражением:

     Полученное выражение позволяет определить угол γ =α_к + δ, а вместе с ним и все остальные неизвестные силы, действующие на рычаг – S и N_1, что позволяет приступить к расчету сил, действующих на клин.