Таблица 4 - Приведение сил 

 

     Значение  приведенного момента сил тяжести  принимается положительным, если направление проекции вектора скорости центра масс на ось ординат совпадает с направлением силы тяжести, и отрицательным, если не совпадает.

     Масштабный  коэффициент построения зависимости по оси ординат:

. 

     Строится  диаграмма работ силы технологического сопротивления и сил тяжести  звеньев  графическим интегрированием зависимости .

     Масштабный  коэффициент построения по оси ординат: 

, 

где - полюсное расстояние, мм.

     На  том же графике строится зависимость  работы движущих сил от угла поворота кривошипа . Для этого из начала координат проводится прямая линия в конечную точку графика . /За цикл установившегося движения /

     Строится  диаграмма приращения кинетической энергии  по уравнению для установившегося движения .

     Масштабный  коэффициент построения  

. 

1.5 Определение приведенного момента инерции и момента инерции маховика

 

      Строится зависимость суммарного приведенного момента инерции от угла поворота кривошипа . Суммарный приведенный момент инерции определяется из условия равенства кинетической энергии динамической модели сумме кинетических энергий всех звеньев механизма:

 

. 
 

     Расчетная формула для определения суммарного приведенного момента инерции имеет вид: 

.

     

      Масштабный коэффициент построения графика 

 

       Исходные данные для расчета  и рассчитанные значения вносятся в таблицу 5. 
 

          Таблица 5 – Приведение масс

                                                                                 

 

     Строится  диаграмма Виттенбауэра (диаграмма  «энергия-масса») графическим исключением параметра из графиков и .

     По  диаграмме Виттенбауэра определяется момент инерции маховика. К диаграмме проводятся касательные под углами и . Углы наклона касательных к оси абсцисс определяются из выражений 

, 

. 

     Откуда  , .

     Момент  инерции кривошипа с учетом момента  инерции установленного на нем маховика и момента инерции ротора двигателя  пропорционален отрезку ab, который отсекают касательные к диаграмме на оси ординат, и определяются по формуле

. 

     Момент  инерции маховика  

.

 

2 СИЛОВОЙ РАСЧЕТ РЫЧАЖНОГО МЕХАНИЗМА

 

     При силовом расчете рычажного механизма определяются реакции в кинематических парах механизма и уравновешивающий момент, приложенный к начальному звену, от действующих внешних сил и сил инерции. 

2.1 Построение плана механизма

 

     Строится план механизма в положении, заданном для силового расчета обобщенной координатой . Масштабный коэффициент построения плана механизма 

.

                                                                                             

2.2 Определение ускорений точек и угловых ускорений звеньев

 

       Строим план скоростей для заданного положения механизма 

     Скорость  т.А: 

. 

     Векторные уравнения для построения плана скоростей: 

, 

 

     Длина отрезка ра, изображающего скорость т. А принимается равной 80 мм.

     Масштабный  коэффициент построения плана скоростей 

. 

     Вычисляются значения относительных скоростей: 

 

 

 

 

     Определяем угловые скорости звеньев.     

,

,

. 
 

     Строится  план ускорений.

       Определяется ускорение т. А: . Принимается , следовательно 

 и  

 

          Векторные уравнения для построения плана ускорений: 

 

. 

          Длина отрезка , изображающего ускорение т.А принимается равной 190 мм.

          Масштабный коэффициент построения плана ускорений 

 

         Нормальные составляющие ускорений: 

 

     Длины векторов, изображающих нормальные составляющие ускорений: 

, 

,

. 

     Ускорения центров масс звеньев определяются по теореме подобия. Вычисляются действительные значения ускорений центров масс звеньев: 

,

,

. 

     Вычисляются угловые ускорения звеньев механизма: 

, 

, 

. 

2.3 Определение сил и моментов сил, приложенных к звеньям механизма

 

     Вычисляются и показываются на плане механизма  силы и моменты сил, приложенные  к звеньям механизма: (На плане  показывается только направление действия сил и моментов сил.)

     1) Силы тяжести звеньев и перемещаемого груза приложены в центрах масс и направлены вертикально вниз 

,  

,

, 

. 

     2) Силы инерции. Вектор силы инерции  приложен в центре масс звена  и направлен в сторону, противоположную  вектору ускорения центра масс. 

, т.к.  .  

. 

,

. 
 

     3) Моменты сил инерции. Момент сил инерции направлен в сторону противоположную угловому ускорению звена. 

  , т.к. .        

. 

. 

. 

, т.к.  . 

     4 ) Сила технологического сопротивления  определяется по графику  (раздел 1) в положении ( относительно основной системы координат, что соответствует относительно системы координат, связанной с начальным положением механизма – его крайним верхним положением), для которого выполняется силовой расчет. 

 

     Сила технологического сопротивления приложена в т.F (к исполнительному органу) и направлена в сторону, противоположную движению этой точки, т.е. противоположно вектору на плане скоростей. 

2.4 Построение планов сил. Определение реакции в кинематических парах механизма и  уравновешивающего момента

 

     Силовой расчет выполняется с учетом ускоренного  движения звеньев. К звеньям механизма  прикладываются силы инерции и моменты  сил инерции, поэтому, в соответствии с принципом Даламбера, звено или группу звеньев или механизм в целом можно рассматривать находящимся в равновесии в данный момент времени и использовать при расчете уравнения статики: и .

     Силовой расчет выполняется для отдельных  групп Ассура, являющихся статически определимыми структурными группами, начиная с последней присоединенной. 
 

     1) Расчет группы Ассура, включающей  звенья 4 и 5. 

     Вычерчиваются с учетом последняя присоединенная группа Ассура, включающая звенья 4 и 5. С плана механизма на звенья этой группы переносятся силы в соответствующие точки. Действие отброшенных связей заменяется реакциями: в т. F – реакцией стойки на 5-е звено , в т. D – реакцией 3-го звена на 4-е . Реакция во вращательной кинематической паре D раскладывается на составляющие: нормальную , направленную вдоль звена 4, и тангенсальную , направленную перпендикулярно звену 4.