ПЛОСКИХ РЫЧАЖНЫХ МЕХАНИЗМОВ
Из курса теоретической механики известно, что в общем случае плоскую систему сил можно привести к силе и паре сил. Применительно к силам инерции это будут главный вектор `FИ и главный момент `МИ сил инерции. Рассмотрим схему плоской системы сил инерции тела (рис. 3).
| Рис. 3 - Силы инерции тела
|
Обозначим:
К - элементарный столбик тела,
mK - масса элементарного столбика К,
` aК - ускорение точки К,
`FК И = - тК ×`аК - элементарная сила инерции,
S - центр масс тела,
` aS - ускорение точки S,
`e - угловое ускорение тела.
Главный вектор сил инерции тела определяется векторной суммой:
или
`FИ = - т ×`аS, (3)
где m – масса всего тела.
Главный момент сил инерции тела определяется суммой:
или
`М И = - JS ×; ` e, (4)
где JS – центральный момент инерции тела. 
.
Рассмотрим различные случаи плоского движения звена.
| Рис. 5 - Замена момента `МИ
парой сил `FАИ и `FВИ
|
1.
Сложное плоское движение звена (рис. 4 и 5)
| Рис. 4 - Силы инерции звена
|
Главный вектор сил инерции `FИ звена проходит через центр масс S и направлен против ускорения ` aS центра масс звена АВ.
Главный момент сил инерции `МИ направлен против углового ускорения
`e звена АВ.
Причём `FИ = - т ×`аS и `МИ = - JS ×; ` e.
Главный момент сил инерции `МИ можно заменить парой сил `FАИ `FВИ (рис. 5). Точки приложения этих сил можно выбрать произвольно, например А и В. Направление момента заменяющей пары сил должно совпадать с направлением момента `МИ.
Причём по величине FАИ = FВИ = МИ / lАВ,
где lАВ – плечо пары сил.
2. Поступательное движение звена (рис. 6).
| Рис. 6 – Поступательное движение звена
|
Главный вектор сил инерции `FИ звена проходит через центр масс В и направлен против ускорения ` aВ точки В звена.
Причём `FИ = - т ×`аВ.
Главный момент сил инерции `МИ равен нулю, так как угловое ускорение звена отсутствует, т.е. `МИ =0.
| Рис. 7 - Вращение звена
вокруг неподвижной опоры
|
3. Вращение звена вокруг неподвижной опоры (рис. 7 и 8).
| Рис. 8 - Вращение звена
вокруг центра масс
|
Главный вектор сил инерции `FИ звена проходит через центр масс S и направлен против ускорения ` aS центра масс звена (рис. 7).
Главный момент сил инерции `МИ направлен против углового ускорения
`e звена.
Причём `FИ = - т ×`аS и `МИ = - JS ×; ` e.
Если центр масс S звена лежит на неподвижной оси вращения О (рис. 8), то главный вектор `FИ сил инерции звена равен нулю, так как ускорение центра масс в этом случае равно нулю, т.е. `FИ = 0. Главный момент сил инерции `МИ направлен против углового ускорения `e звена.
Причём `МИ = - JS ×; ` e.
