Силовой анализ (исследование) механизма


 

Силы, действующие на звенья механизма

 

При проектировании и расчете машин необходимо знать и уметь определять все силы, действующие на звенья механизма.

 

Силы подразделяются на:

а) Движущие силы – силы, приводящие механизм в движение, т.е. совершающие полезную работу

- в двигателях внутреннего сгорания – это сила давления сгорающих газов на поршень;

- в электродвигателях – это вращающий момент, приложенный к ротору со стороны вращающегося электромагнитного поля.

б) Силы полезного сопротивления – это силы, которые совершают требуемую работу, т.е. силы, для преодоления которых создается механизм или машина (привод строгального станка)

в) Силы вредного сопротивления – это силы трения в кинематических парах и силы сопротивления среды (сопротивление воздуха)

г) Силы тяжести – совершают либо положительную, либо отрицательную работу (в зависимости от направления движения звена). Они зависят от размеров звеньев и материалов.

д) Силы инерции – обусловлены массой и движением звеньев с ускорением.

е) Реакции кинематических пар, т.е. силы, с которыми одно звено действует на другое.

 

Для того чтобы определить все силы, действующие на звенья механизма, сначала определяют структурные группы Ассура (диады).

 

Принцип Даламбера.

Если к телу, на которое действуют внешние силы и реакции связей, приложить силы инерции, то можно условно рассматривать это тело как находящееся в равновесии.

 

Рассмотрим силы, которые действуют на диаду шатун-ползун:

Рисунок 2.3 – План положений, скоростей, ускорений и план сил механизма

 

 

G3 - вес ползуна;

 

Qпс - сила полезного сопротивления;

 

Fи3 - сила инерции ползуна 3;

 

R1 2 - реакция со стороны отброшенного кривошипа 1 на шатун 2;

 

R4 3 – реакция, действующая со стороны звена 4 на звено 3.

 

1) Составляем векторное уравнение.

 

Под действием указанных сил группа Ассура находится в равновесии, описываемом векторным уравнением:

 

,

 

- дается по заданию, известна по величине и направлению (противоположно скорости ползуна);

 

- известна по величине и направлению;

 

- известна по величине и направлению (направленная противоположно ускорению ползуна);

 

R1 2 – известна по направлению (параллельно шатуну 2);

 

R4 3 – известна по направлению (перпендикулярно направляющей ползуна).

 

2) Проводим вектор силы полезного сопротивления (отрезок длиной 70 мм).

 

3) Определяем масштаб плана сил механизма:

.

4) С учетом масштаба определяем отрезок , отображающий силу инерции ползуна, и отрезок , отображающий силу тяжести полуна:

, .

 

5) Из полюса плана сил параллельно шатуну 2 проводим линию действия реакции кривошипа на шатун , а из точки - направление действия реакции направляющей на ползун . Таким образом, получаем точку их пересечения , отсекающую отрезки и .

 

6) Величины реакций находим с учетом масштаба плана сил механизма:

 

; .

 

 

7) Определим движущий момент и мгновенную мощность.

Определим плечо h* силы относительно точки А и вычислим с учетом масштаба его длину h (mL 1:1).

 

 

Тогда движущий момент, создаваемый реакцией на плече h, будет равен:

 

.

 

Мгновенная мощность составит:

 

 

Сопротивление материалов

 

Общие сведения

Любая машина или конструкция помимо элементов, обеспечивающих своё функциональное назначение, имеет несущие конструкции, обеспечивающие прочность, жесткость и устойчивость (силовой каркас).

Сопротивление материалов – является наукой о прочности, жёсткости и устойчивости элементов конструкции.

Основные понятия и определения.

Работоспособность детали – это способность выполнять заданные функции, сохраняя эксплуатационные показатели в заданных нормативных пределах.

Работоспособность зависит от свойств материала.

В курсе «сопротивление материалов» рассматриваются три критерия работоспособности:

Прочность – способность детали выдерживать внешние нагрузки без разрушения.

Жесткость – способность детали сопротивляться изменению формы и размеров под действием внешних сил.

Устойчивость – способность конструкции (стержня) сопротивляться изменению формы при осевом сжатии.

 



Дата добавления: 2021-03-18; просмотров: 369;


Поиск по сайту:

Воспользовавшись поиском можно найти нужную информацию на сайте.

Поделитесь с друзьями:

Считаете данную информацию полезной, тогда расскажите друзьям в соц. сетях.
Poznayka.org - Познайка.Орг - 2016-2024 год. Материал предоставляется для ознакомительных и учебных целей.
Генерация страницы за: 0.01 сек.