Основные этапы (алгоритм) силового расчета механизмов

Силовой расчет рычажных механизмов выполняют по алгоритму:

1) по первому листу курсового проекта следует установить исходные данные для силового расчета при наиболее нагруженном состоянии звеньев механизма. Таковым обычно является положение звеньев, при котором максимальны движущая сила (момент) на начальном звене механизма или модуль силы (момента) сопротивления. Для такого положения звеньев, фиксируемого угловой координатой начального звена, следует построить план механизма желательно в выбранном стандартном масштабе, содержащем цифры 1; 2; 2,5; 4; 5. Допустимо применение для плана нестандартных масштабных коэффициентов;

2) выполнить структурный анализ механизма, выделив на его плане начальный двухзвенник I класса (начальную КП) и (СГ) [1, §3.3,3.4],

[3, с.34-59]. CГ, содержащие избыточные (дублирующие, пассивные) связи, яв­ляются статически неопределимыми. Подвижным начальным звеном двухзвенника должно быть обязательно то, к которому приложена известная или подлежащая определению внеш­няя движущая сила (момент). Этой силой (моментом) может быть, например, та сила (момент), которые передаются механизму от двигателя через муфту, редуктор и т.д;

3) по п.1 в числе исходных данных силового расчета установить скорость начального звена механизма. Найти ускорение (e₁) этого звена. Так, в случае вращательного движения начального звена 1 (кривошипа) его угловое ускорение e₁ определяют из дифференциального уравнения движения механизма [1, с.140-143], [2,139-141]:

, (9)

где – приведенные к начальному звену 1 момент инерции механизма с маховиком и моменты движущих сил и сил сопро­тивления соответственно; w₁ – угловая частота на­чального звена в расчетном положении механизма.

Производную в уравнении (9) находят графиче­ским или численным дифференцированием зависимости [1, с.68-78],

[3, с.109-118]. Все величины в уравнение (9) подставляют со своими знаками.

4) для расчетного положения механизма, построением планов скоростей и ускорений или аналитическим методом [2,с.79-100], найти угловые частоты звеньев, линейные ускорения центров их масс и их угловые ускорения , входящие в уравнение (3).

5) определить значения главных векторов и главных моментов сил инерции звеньев по уравнениям (3) и их направления согласно плану ускорений механизма.

6) выполнить силовой расчет структурных групп, составив для них уравнения (4)-(6) или (7)-(8) в зависимости от выбранного способа расчета. Расчет следует начинать с СГ, наиболее удаленной от начального двухзвенника, и заканчивать расчетом самого двухзвенника. Этот расчет целесообразнее выполнять координатным (аналитическим) способом, так как векторный(графический) способ дает значительную погреш­ность. В результате расчета начального двухзвенника находят приложенную к его начальному звену уравновешивающую силу или момент . Так как момент и входящие в уравнение (9) моменты и физически реализуются либо двигателем (момент ), либо являются сопротивлением вращению начального звена (момент ), то они должны быть равны. Но ввиду погрешностей расчета они могут отклонятся друг от друга не бо­лее чем на 5…10% [2,с.205-211], что является контролем правильности выполнения всего силового расчета механизма.