СИЛОВОЙ АНАЛИЗ МЕХАНИЗМОВ

№	ФИО	Дата рождения	Контактный телефон

 

 

СИЛОВОЙ АНАЛИЗ МЕХАНИЗМОВ

Постановка задачи. При силовом анализе движение механизма считается известным, т.е. предполагается, что законы изменения всех кинематических параметров (линейных координат, скоростей, ускорений точек, угловых координат, скоростей и ускорений звеньев) являются известными функциями времени. Предполагается также, что силы сопротивления, возникающие при выполнении рабочего процесса, являются известными функциями кинематических параметров движения, т.е. могут считаться заданными функциями времени. Заданными считаются все другие активные силы, действующие на звенья механизма (силы тяжести, силы, создаваемые конструктивными упругими элементами, например, пружинами). Считаются известными массы и моменты инерции звеньев.

В процессе силового анализа механизма определяют:

— обобщенные движущие силы (моменты сил), которые должны быть приложены к входным звеньям механизма для преодоления сил сопротивления и осуществления заданного движения;

— реакции в кинематических парах.

По известным значениям обобщенных движущих сил вычисляется мощность и осуществляется выбор двигателя. После этого можно перейти к этапу динамического анализа машины с учетом характеристик двигателей. Реакции в кинематических парах служат исходными данными для расчета звеньев механизма на прочность, жесткость, надежность и долговечность.

Метод решения задачи силового анализа. Для отыскания неизвестных сил и моментов обычно пользуются методом кинетостатики. Согласно этому методу в каждый момент движения j -го звена механизма справедливы следующие выражения

где

, – главный вектор и главный момент активных сил;

, – главный вектор и главный момент реакций связей;

, – главный вектор и главный момент реакций связей.

Уравнения кинетостатики справедливы для структурной группы.

Кинетостатический анализ механизма возможен только после проведения кинематического анализа, так как должны быть определены все кинематические характеристики механизма.

Силы и момент от сил инерции, действующие на j -ое звено механизма, могут быть определены из выражений:

где , – проекции ускорения центра масс звена j на оси и , – угловое ускорение звена j, – геометрический момент инерции звена относительно оси, перпендикулярной к плоскости симметрии и проходящей через центр масс.

К активным силам, кроме сил технологического сопротивления относятся, также силы тяжести, действующие на звенья механизма:

,

где – масса j ‑го звена, – ускорение свободного падения.

Кинетостатический анализ рычажных механизмов производится в порядке, обратном кинематическому анализу, то есть от выходного звена к входному. При этом рассматриваются последовательно структурные группы, образующие кинематические цепи механизма. Последним производится кинетостатический анализ входного звена (кривошипа).