рефераты конспекты курсовые дипломные лекции шпоры

Реферат Курсовая Конспект

Силовой расчет механизмов. Определение реакций в кинематических парах.

Силовой расчет механизмов. Определение реакций в кинематических парах. - раздел Механика, Техническая механика основы статики В Задачу Силового Расчета Входит Определение Всех Сил И Моментов Пар Сил, Кот...

В задачу силового расчета входит определение всех сил и моментов пар сил, которые приложены к каждому отдельному звену механизма. Эти силы или моменты надо знать, например, для расчета на прочность отдельных звеньев механизма или их частей (деталей).

Для того чтобы механизм находился в равновесии под воздействием внешних сил, к одному из звеньев его должна быть приложена уравновешивающая сила или уравновешивающая пара сил, характеризуемая ее моментом — уравно­вешивающим моментом. Эту силу или момент обычно считают приложенными к ведущему звену, которое либо получает энергию, потребную для движения меха­низма, извне, как это имеет место у механизмов рабочих машин, либо отдает ее, как это имеет место у механизмов двигателей.

Если при силовом расчете механизма в число известных внешних сил не включена инерционная нагрузка на звенья, то силовой расчет механизма назы­вается статическим. Если же при силовом расчете механизма в число известных внешних сил, приложенных к его звеньям, входит инерционная нагрузка на звенья, то силовой расчет механизма называется кинетостатическим. Для проведения его необходимо знать закон движения ведущего звена, чтобы иметь возможность предварительно определить инерционную нагрузку на звенья.

Силовой расчет включает : а) определения реакций в кинема­тических парах механизма, б) нахождения уравновешивающих силы или момента . Он производится в следующей последовательности.

1.Определяются все внешние силы, приложенные к звеньям механизма, от действия которых требуется найти реакции в кинематических парах механизма.

2.Определяется точка приложения и направление (линия действия) уравновешивающего усилия или .

3.Проводится силовой расчет каждой группы Ассура в порядке обратном формуле строения механизма.

4. В заключение производится силовой расчет ведущего звена.

Задачи обычно решают графоаналитическим методом, используя уравнения равновесия всей группы или отдельных ее звеньев в форме

, =0.

В число сил и моментов, входящих в эти уравнения , включаются реакции и моменты реакций в кинематических парах группы.

На основании векторных уравнений первого вида строятся многоугольники сил, которые носят название плана сил группы, причем в первую очередь находятся реакции во внеш­них кинематических парах группы, а затем во внутренних парах по условиям равновесия звеньев группы, взятых порознь.

Для реакций, возникающих между элементами кинематических пар, приняты следующие обозначения: реакция со стороны звена k на звено l обозначается Rkl реакция же со стороны звена l на звено k соответственно обозначается Rlk . Оче­видно, что

= – .

Реакция характеризуется величиной (модулем), направлением и точкой приложения.

Пренебрегая трением в кинематических парах, можно отметить следующее.

Во вращательной паре подлежат определению величина и направление реак­ции, так как ее точка приложения совпадает с осью вращения пары. В поступатель­ной паре подлежат определению величина и точка приложения реакции, так как известно только то, что направление реакции в такой паре всегда перпендикулярно оси ее направ­ляющей.

Пример силового расчета механизма.

Провести силовой расчет заданного положения кривошипно-ползунного механизма компрессора (рис.43, а), если длины звеньев равны 1АВ = 0,05 м, lВС = 0,2 м; положения центров масс звеньев: S1 =A, lBS2 = 0,1 м, массы звеньев: т1 = 0, т2 = 0,5 кг, т3 = 0,40 кг; центральный момент инерции шатуна ВС- IS2 = 0,0018 кгм2. Угловая скорость кривошипа АВ постоянна и равна ω1= 80 сек-1. Сила полезного сопротивления равна РС =250 Н, она противоположна (см. рис. 42 а,б) и проходит через точку С; сила тяжести шатуна - G2 = m2g = 0,5*10= 5 н, сила тяжести ползуна - G3 = m3g = 0,4*10 = 4 н. Уравновешивающая сила приложена перпендикулярно звену 1 в точке А.

Подлежит определению: реакция в поступательной кинематической паре С, которая направлена перпендикулярно линии хода ползуна; реакция во вращательной паре С; реакция во вращательной паре В; реакция во вращательной паре А и уравновешивающая сила , приложенная к звену 1.

Решение. 1. Все внешние силы, действующие на звенья механизма, заданы, поэтому этот этап расчета выполнен.

2.Уравновешивающая сила РУ приложена перпендикулярно звену 1 в его точке В.

3. Механизм содержит только одну группу Ассура Л.В., состоящую
из звеньев 2 и3. Эта группа относится ко второму классу второго вида,

Составляем уравнения равновесия группы. Разложим реакцию на две составля­ющих: , направленную перпендикулярно линии ВС, и , направленную по линии ВС. Тогда геометрическая сумма сил, приложенных к группе (рис.43, б), равна

+ + + + + ++ = 0

В качестве второго уравнения взято уравнение =0, которое, будучи развернутым, примет вид

lВС + G2 hG2 –PИ2hРИ2 – МИ2 =0,

откуда


= =54 Н,

где hG2 = 0,09 м - плечо силы G2 относительно точки С (найдено по чертежу).

hРИ2 = 0,07 м - плечо силы PИ2 относительно точки С (найдено по чертежу).

Строим план сил группы (рис. 43, в) в масштабе μР = 2 н/мм.

Порядок построения векторной суммы, вообще говоря, безразличен, но при­менительно к данной группе Ассура можно рекомендовать следующий: проводим прямую, параллельную ВС. Это будет линия действия силы .Отложим от произвольной точки а, лежащей на этой прямой (рис. 43, в), силу в виде

отрезка (аb)= = = 27мм, перпендикулярно прямой. От точки b откладываем силу в виде отрезка () = = = 2,5 мм, далее от точки с откладываем силу в виде отрезка (cd ) = = = 60 мм. Из точки d откладываем силу в виде отрезка (de ) = ==44 мм. , далее от точки e откладываем силу в виде отрезка (ef) = = =2 мм. Силу откладываем в виде отрезка (fg)= == 125 мм. Силы откладываем в соответствии с их направлениями на чертеже группы. И , наконец , из точки g восстанавливаем перпендикуляр (линия действия силы ) до пересечения с линией действия силы Полученная точка k–начало вектора . Отрезок (kа) в масштабе μР дает искомую реакцию , а отрезок (gk) в том же масштабе — реакцию , а отрезок (kb) дает искомую реакцию .

Для нахождения реакции напишем условие равновесия звена 2:

+ + + = 0

Из плана сил (рис. 43, в) видно, что отрезок (dk) в масштабе μР соответствует иско­мой реакции . Реакция должна проходить через точку С.

5) Силовой расчет ведущего звена 1 (рис.43, г). К звену 1 приложены: сила =-(ее величина определяется из плана сил (рис. 7, в) отрезком (kb), сила = (kb) μР = 65*2 = 130 Н, сила (реакция) , приложенная в точке А и уравновешивающая сила РУ , приложенная перпендикулярно звену 1 в точке В. Из равенства нулю суммы моментов относительно точки А сил, приложенных к звену 1, находим величину уравновешивающей силы РУ

- РУ lAB +R21 h21 = 0,

где h21 (плечо cилы ) находится по чертежу (рис. 43, г).

РУ ===125Н

Условием равенства нулю векторной суммы сил, приложенных к звену 1, будет

++=0.

Отсюда находим модуль реакции путем построения векторного треугольника сил (рис. 43, д): R01 = (bc) μР (Н).

 

Рис.43. Силовой расчет кривошипно-ползунного механизма компрессора. а) положение механизма ; б) структурная группа с приложенными силами; в) план сил.

 

Определив величину ( Му ) момента уравновешивающей пары сил, можно найти мощность двигателя, необходимую для привода машины. Для этого нужно знать (ω1) угловую скорость кривошипа 1.

 

– Конец работы –

Эта тема принадлежит разделу:

Техническая механика основы статики

Ровеньков Е Д Полушкин О О.. ТЕХНИЧЕСКАЯ МЕХАНИКА ОСНОВЫ СТАТИКИ.. Аксиомы статики Закон инерции первая аксиома..

Если Вам нужно дополнительный материал на эту тему, или Вы не нашли то, что искали, рекомендуем воспользоваться поиском по нашей базе работ: Силовой расчет механизмов. Определение реакций в кинематических парах.

Что будем делать с полученным материалом:

Если этот материал оказался полезным ля Вас, Вы можете сохранить его на свою страничку в социальных сетях:

Все темы данного раздела:

ОСНОВЫ СТАТИКИ, КИНЕМАТИКИ, ДИНАМИКИ, СОПРОТИВЛЕНИЯ МАТЕРИАЛОВ , ТЕОРИИ МЕХАНИЗМОВ И МАШИН
РОСТОВ-НА-ДОНУ 2011   Авторы: доцент, к.т.н. Ровеньков Е.Д. доцент, к.т.н. Полушкин О.О.     УДК 621.01. (075.8)  

Материальная точка. Абсолютно твердые и деформируемые тела
Остановимся на основных понятиях статики, которые вошли в науку как результат многовековой практической деятельности человека. Одно из таких основных понятий — понятие мате­риальной точ

Сила — вектор. Единицы измерения сил
В механике вводится понятие силы, которое чрезвы­чайно широко используется и в других науках. Физиче­ская сущность этого понятия ясна каждому человеку непосредственно из опыта. &nbs

Система сил. Эквивалентность сил. Равнодействующая и уравновешивающая силы
Совокупность нескольких сил, приложенных к телу, точке или системе точек и тел, называется системой сил. Системы сил классифицируют в зависимости от взаим­ного расположения в простр

Сложение плоской системы сходящихся сил. Геометрическое условие равновесия
Рассмотрим систему сил , ,

Сходящихся сил методом проекций
  Проекцией вектора на ось называется длина направленного отрезка оси, заключенного между двумя перпендикулярами, опущенными и

Пара сил
Система двух параллельных сил, равных по модулю и направленных в противоположные стороны (рис. 9), называется парой сил (или просто парой). Ранее показано, что две равные по

Момент силы относительно точки
В механике существует понятие о моменте силы относительно точки. Моментом силы относительно точки называется взятое со знаком ( плюс или минус) произведение модуля силы на кратчайшее ра

Приведение силы к точке
В начале Х1Х века Л. Пуансо доказал теорему о параллельном переносе силы в любую заданную или выбранную точку. Пусть дана сила

Расчет на прочность балки при сложном сопротив­лении
2.13.1.Построение эпюры продольных сил Методику построения эпюры N представляем для показанной на рис.28, а схемы нагружения балки с заданной длиной l

Скорости и ускорения точек вращающегося тела.
Точки тела, вращающегося вокруг оси, перемещаются по окружностям (рис. 30, а), радиусы которых r равны расстояниям точек от оси вращения. Линейная скорость V точки

Понятие о плоско-параллельном движении твердого тела
Примером плоско-параллельного движения могут служить движение шатуна кривошипно-шатунного механизма, движение колеса нa прямолинейном участке пути и др. Покажем, что любое перемещение плос

Структура механизмов. Основные определения. Образование механизмов по Ассуру.
· Механизмом называется искусственно созданная система тел, предназна­ченная для преобразования движения одного или нескольких тел в требуемые движения других тел. Одно или нескольк

Планы положений, скоростей и ускорений точек звеньев механизмов.
Исходными данными для построения этих планов служат: кинематическая схема механизма и законы движения его входных звеньев. По изложенной в п. 4.1 методике проводится исследование структуры

Определение сил инерции в механизмах.
  Силы инерции материальных точек звена могут быть приведены к одной точке и, таким образом, представлены их главным вектором и главным моментом пар сил инерции.

Кинематический анализ передач
Передаточным механизмом (передачей) называется механизм, преобразующий вращение одного звена, называемого ведущим, во вращение другого звена, называемого ведомым. К таким относятся зубчатые, фрикци

Хотите получать на электронную почту самые свежие новости?
Education Insider Sample
Подпишитесь на Нашу рассылку
Наша политика приватности обеспечивает 100% безопасность и анонимность Ваших E-Mail
Реклама
Соответствующий теме материал
  • Похожее
  • Популярное
  • Облако тегов
  • Здесь
  • Временно
  • Пусто
Теги