Учет сил трения при силовом расчете механизмов.

 

Существуют различные методики учета сил трения:

· Обобщенная (через коэффициент полезного действия);

· Методика последовательных приближений.

Рассмотрим подробнее второй метод. Наличие трения, как уже было сказано выше, не изменяет числа неизвестных в кинематических парах. Следовательно, структурные группы Ассура и при учете трения сохраняет свою статическую определимость. Поэтому силовой расчет проводится по структурным группам с использованием уравнений кинетостатики, в которые должны быть включены силы трения и моменты трения. Последнее обстоятельство, однако, в большинстве случаев очень сильно усложняет вычисления. Чтобы снизить их сложность, И.И. Артоболевский предложил применить метод последовательных приближений. В этом случае первое решение осуществляется без учета сил трения, далее вводят трение условно, умножая нормальные составляющие сил из первого решения. Рассмотрим пример определения сил с учетом трения в кинематических парах на примере кулачкового механизма с поступательно движущимся толкателем.

 

Дано:

1. схема механизма

2. w1, e1;

3. F2;

4. m1, J1S, m2;

5. f13, f12, f23.

Определить:

силы в кинематических парах.

 

В начале проводится силовой расчет кулачкового механизма без учета сил трения, т.е. в первом приближении, в результате чего были получены силы взаимодействия во всех кинематических парах. Для выполнения силового расчета во втором приближении необходимо определить моменты и силы трения во всех кинематических парах и включить их в силовой расчет. Расчет проводится в том же порядке, что и в первом приближении.

Картина сил, приложенных к толкателю, показана на рис. 26.5

Помимо известных и расчетных сил `F2, `G2, `ФS2 к толкателю приложены искомые внутренние силы: в высшей к.п. `F21; в низшей к.п. `FU,`FW.

(эти силы показаны с учетом относительных скоростей V21 и V23).

Узел сил (`F21,`F2, `G2, иS2) расположен вне стойки в т. D, поэтому силовое воздействие стойки на толкатель выражается двумя силами `FU и `FW приложенными к кроям гнезда, к которым будет прижат толкатель. Эти силы направлены под углами (90° + j23) к вектору `V23.

 

 
 

 

 

 

 


Равнодействующая `F23 сил `FU и `FW проходит через т. H (пересечение линей действия сил) и через узел сил (т. D) и составляет угол (90° + y) с вектором `V23.

 
 


Уравнения сил приложенных к толкателю имеет вид:

; (26.1)

или после замены равнодействующей силой`F23 сил `FU и `FW:

; (26.2)

Значения неизвестных сил находятся из плана сил, представленном на рис. 26.6. План сил должен быть выполнен строго в масштабе mF. Картина сил, приложенных к кулачку, показана на рис. 26.7. К кулачку приложены известные внешние силы ``G1 и `ФS1 = - m1 × `aS1, известный внешний моментМФS1 = -e1 × J1S, а так же известная сила`F12= -`F21. К кулачку так же приложен искомый момент М1 и искомая сила `F13 с которой стойка через к. п. A воздействует на кулачок. Сила приходит касательно кругу трения. Направление M(F13) против направлению w1.

Составим уравнение кинетостатического равновесия кулака:

.

Данное векторное уравнение решается графически методом планов. На рис.26.8 представлен план сил, выполненный строго в масштабе.

Неизвестный момент M1 находится из уравнения моментов А= 0


Плечи для определения моментов берутся непосредственно с чертежа механизма.

В результате силового расчета, выполненного во втором приближении, получены уточненные значения сил, действующих в кинематических парах. По полученным во втором приближении значениям сил можно определить моменты трения в шарнирах и силу трения в поступательной паре, а затем проделать расчет в третьем приближении. В результате чего получим еще более точные, более близкие к окончательному результату значения. Процесс последовательных приближений можно продолжать и дальше в зависимости от требуемой точности расчета. Однако опыт показывает, что достаточно второго приближения. Метод является приближенным и может применяться только в тех случаях, когда имеет место процесс сходимости и каждое последующее приближение дает меньшее изменение приращения силы или момента, чем предыдущее.






Дата добавления: 2017-02-13; просмотров: 1698; ЗАКАЗАТЬ НАПИСАНИЕ РАБОТЫ


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 - 2016-2022 год. Материал предоставляется для ознакомительных и учебных целей.
Генерация страницы за: 0.024 сек.