Силовой расчет

ЛЕКЦИЯ 6

Г.

ТММ. Динамика.

Модуль 2

ТЕОРИИ МЕХАНИЗМОВ И МАШИН

По

ЛЕКЦИИ

Условия перехода от звена с распределенной массой к модели с точечными массами.

  • Сохранение размеров звена.
  • Сохранение массы звена:
  • Сохранение положения центра масс
  • Сохранение момента инерции

Очевидно, что выполнить три последних условия системой с двумя массами невозможно, поэтому при статическом уравновешивании механизмов ограничиваются выполнением только двух первых условий. Чтобы обеспечить выполнение всех трех условий необходимо ввести третью массу.Рассмотрим применение метода замещающих масс при полном и частичном статическом уравновешивании кривошипно-ползунного механизма.

Полное статическое уравновешивание кривошипно-ползунного механизма.

Постановка задачи:

Дано:

Определить: Массы противовесов для перемещения центра масс механизма в неподвижную точку -.

Распределим массы звеньев по методу замещающих масс и сосредоточим их в центрах шарниров. Тогда для шатуна:

Так как в шарнире скреплены 2 и 3 звенья, то там сосредоточенна масса.

На продолжении звена 2 располагаем противовес – корректирующую массу, для того чтобы центр масс связки звеньев 2 и 3 (точечные массы) переместился в шарнир, уравнение статических моментов запишется в виде:

.

Рассмотрим кривошип:

Теперь в шарнире сосредоточены массы. На продолжении кривошипа располагаем противовес – корректирующую массу, для того, чтобы центр масс всего механизма переместился в шарнир - неподвижную точку. Уравнение статических моментов относительно шарнира запишется в виде:

B поставленной задачи, задаются либо расстоянием по условиям удобства размещения противовесов на механизме, а корректирующие массы рассчитывают, либо решают обратную задачу, задают корректирующие массы, а место их расположения рассчитывают по приведенным зависимостям.

Министерство образования и науки Российской Федерации

Калужский филиал государственного образовательного учреждения высшего профессионального образования

«Московский государственный технический университет

имени Н.Э. Баумана»

(КФ МГТУ им. Н.Э. Баумана)

Кафедра ФН5-КФ «Прикладная механика»

Краткое содержание: Силовой расчет. Исходные данные для силового расчета. Порядок силового расчета. Метод Жуковского. Силы инерции, действующие на звенья кривошипно-ползунного механизма. Пример выполнения ДЗ№2.

Силовой расчет рычажных механизмов

Во время движения механизма в его кинематических парах действуют силы, являющиеся силами взаимодействия между звеньями. Напомним, что эти силы относятся к категории внутренних по отношению к механизму в целом. Нагруженность кинематических пар силами взаимодействия является важной динамической характеристикой механизма. Знание сил в кинематических парах необходимо для расчета звеньев механизма на прочность, жесткость, вибростойкость, износоустойчивость, для расчетов подшипников на долговечность и для проведения других подобных расчетов, выполняемых при проектировании механизма. Определение внутренних сил, а также — в целом ряде задач — сил и пар сил, приложенных к механизму извне, составляет содержание его силового расчета.

Изложение методов силового расчета будет сделано только для плоских механизмов. При этом примем, что механизм имеет плоскость симметрии, которая параллельна плоскости движения и в которой действуют все приложенные силы. Указанному условию отвечает очень большое число механизмов энергетических, технологических, транспортных машин и различных приборов.

Силовой расчет следует выполнять с учетом ускоренного движения звеньев, так как их ускорения в современных быстроходных машинах весьма значительны. Неучет ускоренного движения звеньев вызовет недооценку нагружающих сил, что может привести к ошибкам в дальнейших инженерных расчетах.

Учет ускоренного движения звеньев выполним методом кинетостатики, условно приложив к каждому подвижному звену механизма главный вектор, и главный момент сил инерции. Тогда для каждого звена можно записать уравнения кинетостатики.

Главный вектор, и главный момент сил инерции определяются по уравнениям:

эти уравнения предполагают, что главный вектор сил инерции приложен к центру масс и направлен в сторону противоположную соответствующему ускорению, а главный момент сил инерции направлен против углового ускорения и его удобнее разбивать на пару сил:

.

Следует подчеркнуть, что никакой силы; и никакой пары сил к звену в действительности не приложено. Главный вектор и главный момент сил инерции не имеют никакого физического содержания и в расчетных уравнениях играют роль не более чем чисто математических величин, посредством которых учитывается влияние ускоренного движения звеньев.

Силы в кинематических парах, являющиеся искомыми, определяют из уравнений, в которых они содержатся в составе сумм. Поскольку значения сил инерции зависят от ускорений, искомые силы также зависят от ускорений. Следовательно, для проведения силового расчета надо знать закон движения механизма.


Понравилась статья? Добавь ее в закладку (CTRL+D) и не забудь поделиться с друзьями:  



double arrow
Сейчас читают про: