Студопедия Главная Случайная страница Обратная связь

Разделы: Автомобили Астрономия Биология География Дом и сад Другие языки Другое Информатика История Культура Литература Логика Математика Медицина Металлургия Механика Образование Охрана труда Педагогика Политика Право Психология Религия Риторика Социология Спорт Строительство Технология Туризм Физика Философия Финансы Химия Черчение Экология Экономика Электроника

Задачи и общий метод силового расчета рычажных механизмов




ВВЕДЕНИЕ

 

Учебным планом подготовки инженеров по специальностям 120100, 150200 в четвертом и пятом семестрах изучение дисциплины «Теория механизмов и машин», включающее выполнение курсового проекта. Цель курсового проекта состоит в изучении и практическом использовании инженерных методов анализа и синтеза механизмов различных машин и, в частности, рычажных механизмов. Проектирование таких механизмов включает в себя систему взаимосвязанных этапов, в число которых входит и силовой расчет механизмов.

Методические указания содержат общую методику силового расчета плоских рычажных механизмов и алгоритм ее реализации, снабжены необходимыми теоретическими зависимостями и примерами расчетов с применением ЭВМ.

 

Задачи и общий метод силового расчета рычажных механизмов

При работе механизма к его звеньям приложены внешние активные силы и моменты: движущие силы и моменты, совершающие положительную работу; силы и моменты сопротивления, совершающие отрицательную работу; силы тяжести подвижных звеньев и силы упругости гибких элементов (пружин и т.п.) [1,§5.1]. Под действием этих сил между элементами звеньев, образующих кинематические пары (КП), возникают внутренние силы взаимодействия (реакции связей). Вследствие движения подвижных звеньев с ускорениями на них действуют также силы инерции, которые могут быть весьма значительными в современных быстроходных машинах. Задачей силового расчета рычажного механизма является определение в его КП внутренних сил, а также оценка внешнего уравновешивающего момента, приложенного к начальному звену механизма.

Для решения этой задачи применяют метод кинетостатики, основанный на принципе Даламбера [2,§5.1]: при движении механической системы приложенные к её звеньям активные силы, реакции связей и силы инерции образуют равновесную систему сил в любой момент движения. Метод кинетостатики позволяет чисто условно привести уравнения движения

(динамики) механической системы к формальному совпадению с уравнениями статики (равновесия) и записать их в виде векторного уравнения сил и моментов сил относительно оси «0»:

(1)

(2)

Для учета ускореного движения подвижных звеньев в эти уравнения условно введены главные векторы и главные моменты их сил инерции, выражаемые уравнениями:

, (3)

где масса и момент инерции i-го звена относительно оси, про­ходящей через его центр масс Si; линейное ускорение центра масс и угловое ускорение i-го звена.

Направление действия внутренних сил в КП, в случае силового расчета механизма без учета сил трения в этих КП, определяется по известной методике [1, c.171-178], [2, 187-190]:

· в поступательной КП (1,2) сила , приложенная к звену 1 от звена 2, направлена по общей нормали к соприкасающимся элементам КП на звеньях 1,2;

· во вращательной КП (1,2) сила направлена по нормали к цилиндриче­ской поверхности соприкосновения обоих звеньев, проходя через центр шарнира (1,2);

· в высшей КП (1,2) сила направлена по общей нормали к поверхно­стям звеньев (1,2) в зоне их контакта по линии или в точке.

Уравнения (1),(2) могут использоваться для силового расчета рычажных механизмов координатным (аналитическим) или векторным (графическим) способами [2,с.198-211].

При координатном способе расчета искомые реакции связей в КП представляют в виде составляющих – проекций на оси ХОУ выбранной прямоугольной основной системы координат. При этом уравнения кинетостатики (1),(2) приводятся к виду:

(4)

(5)

(6)

При векторном способе расчета искомые реакции связей в рассматриваемой КП представляют в виде проекций на оси ХОУ прямоугольной локальной системы координат, связанной с продольной осью одного из звеньев, образующих эту КП. Реакции берутся в виде тангенциальной и нормальной составляющих. Составляющая направляется нормально к продольной оси звена i и её модуль находится из алгебраического уравнения (2) для моментов сил, приложенных к этому звену

. (7)

Составляющая находится затем путем построения в выбранном масштабе плана сил по уравнению (1) для рассматриваемой группы звеньев в виде

. (8)

При любом способе силового расчета механизм расчленяют и уравнения (4)-(8) составляют для статически определимых групп звеньев – структурных групп (СГ) Ассура и входящих в них звеньев. При расчленение механизма на СГ применяют принцип освобождаемости от связей – заменяют действие связей от отсоединенных звеньев в крайних КП группы реакциями, т.е. внутренними силами в этих КП.

 

 







Дата добавления: 2015-09-04; просмотров: 115. Нарушение авторских прав

Studopedia.info - Студопедия - 2014-2017 год . (0.013 сек.) русская версия | украинская версия