Силы, действующие на механизм.

В общем случае на звенья механизма действуют силы веса, силы производственного сопротивления, силы инерции звеньев, силы сопротивления окружающейсреды и т.п. В настоящем Пособии ограничимся первыми тремя группами сил, поскольку эти силы присутствуют в расчетных схемах самых разных механизмов более или менее регулярно, а остальные силы в основном зависят от условий функционирования механизма и их рассмотрение актуально в частныхслучаях.

Силы веса звеньев легко рассчитываются по значениям массы звеньев, которые в Задании на проект определяются по массе погонного метра длины звена (принимается в пределах 40 – 60 кг/м) и заданным значениям длины звеньев:

где — масса i-того звена, кг; — масса погонного метра звена ( = 40–60 кг/м);

— длина i-того звена, м. Массой кривошипа в силовом анализе можно пренебречь, а массу ползуна, если такое звено присутствует в схеме механизма, можно принять в 3–5 раз больше массы шатуна, либо другого звена, имеющего форму стержня.

Из курса ТМ известно, что при плоском движении тела и при его вращении вокруг оси, не проходящей через центр масс тела, силы инерции отдельных частей тела приводятся к двум силовым факторам: главному вектору сил инерции, равному по модулю произведению массы тела на ускорение его центра масс и направленному противоположно этому ускорению ( , и главному моменту сил инерции, равному по модулю произведению момента инерции тела относительно его центра масс на угловое ускорение тела и направленному противоположно угловому ускорению . Момент инерции звена будем вычислять по приближенной формуле:

При поступательном движении тела главный момент сил инерции равен нулю; при вращательном движении вокруг оси, проходящей через центр масс звена, главный вектор сил инерции равен нуль-вектору.

Таким образом, используя данные кинематического анализа и приведенные формулы, находим силы и моменты инерции для каждого звена.

Силы производственного сопротивления в Задании на проект заданы в виде диаграммы нагружения выходного звена механизма — ползуна, содержащей график изменения силы производственного сопротивления движению ползуна в зависимости от его перемещения в фазе рабочего хода механизма.