Силовой анализ механизмов

При движении механизма в его кинематических парах возникают силы взаимодействия между звеньями, т. е. реакций

.Основная цель силового расчёта механизмов – определение уравновешивающей силы и реакций в кинематических парах для расчёта звеньев.

При решении задач силового расчёта механизмов предполагается задан­ными закон движения ведущего звена и массы звеньев механизма.

2.1.3.1 Силы, действующие на механизм:

– уравновешивающая сила ( ) – сила приводящая машину в движение;

Прикладывается в конце входного звена (кривошипа) и перпендикулярная к нему.

– сила полезного сопротивления ( ) – сила, для преодоления которой предназначен механизм. Прикладывается к выходному звену.

– силы тяжести звеньев ( ) -прикладывается к центру масс звена.

– силы инерции( ) – условные силы, которые вводятся в расчёт при движении звеньев с ускорением;

Прикладываются к центру масс звена в направлении противоположном его ускорению

– моменты инерции ( ) –условные моменты, которые вводятся в расчёт при вращательном и плоскопараллельном движении звеньев с ускорением;

где - момент инерции для звена.

Для стержней

Тогда

Прикладываются в любой точке звена в направлении противоположном его угловому ускорению.

– силы реакций( ) – возникают при взаимодействии звеньев в местах их соприкосновения.

Для поступательной кинематической пары реакция направляется перпендикулярно направлению движения звена.

Для вращательной кинематической пары реакция раскладывается на две составляющие перпендикулярные друг другу.

2.1.3.2 Общий план силового расчёта плоского рычажного механизма

Исходные данные:

1 Кинематическая схема и основные размеры звеньев механизма.

2 Закон движения начального звена.

3 Массы звеньев.

4 Сила полезного сопротивления.

Подлежат определению:

1 Реакции в кинематических парах механизма.

2 Уравновешивающая сила.

Последовательность силового расчёта механизма:

1 Структурный анализ механизма.

2 Кинематический анализ механизма.

3 Определение сил тяжести звеньев.

4 Определение сил и моментов инерции звеньев.

5 Построение плана каждой структурной группы с указанием действующие на звенья сил.

6 Силовой расчет структурных групп. (составление уравнений равновесия, определение неизвестных реакций)

7 Силовой расчёт начального звена. (определение реакции стойки и уравновешивающей силы).