Содержане

Структурный анализ механизма

Определим число степеней свободы по формуле Чебышева для плоского механизма:

W = 3·n – 2·p₁ – p₂= 3·5 – 2·7 – 0 = 1,
где р₁ – число кинематических пар 5-го класса;
р₂ – число кинематических пар 4-го класса;
n – количество подвижных звеньев;
Механизм обладает одной степенью свободы. Таким же должно быть число степеней свободы системы, с которой начинается образование механизма. В эту систему должны входить стойка и одно из звеньев, связанных с ней одноподвижной кинематической парой. Примем в качестве такого звена кривошип, так как на него действует внешняя нагрузка - движущий момент М_д. Этот момент был определен в предыдущем разделе, исходя, из предположения о том, что M_д = const. В этом разделе мы определим его более точно.
Схема образования механизма из групп Асcура:

Группа Асура 4-5 II класса	Группа Асура 2-3 II класса	Начальный механизм 0-1 I класса
W = 3·2 – 2·3 = 0	W = 3·2 – 2·3 = 0	W = 3·1 – 2·1 = 1

Формула строения механизма: I(0,1)  II(2,3)  II(4,5).

Из формулы строения устанавливаем, что механизм второго класса, так как наивысший класс структурной группы второй.

Силовой расчет ведется в порядке, обратном образованию механизма, т.е. сначала будет рассчитана группа 4-5, затем 2-3 и в последнюю очередь – 0-1.

Расчет группы Ассура 4-5

Рисуем структурную группу Ассура 4-5 (см чертеж) и прикладываем к ней все силы. Под действием приложенных сил и сил реакций структурная группа находится в равновесии. Здесь подлежит определению реакции R₅₀ и R₄₃ во внешних кинематических парах, а также реакция R₄₅=-R₅₄ во внутренней кинематической паре D.

Определим реакции R₅₀ и R₄₃ из условия равновесия звеньев 4 и 5. Для этого запишем векторное уравнение сил, действующих на эту группу в целом:
R₄₃ + F_ПС + F_и5 + G₅ + R₅₀ = 0. (1)
Это уравнение решаем графическим методом построения планов сил. Произвольно выбираем масштабный коэффициент сил _f = 8 Н/мм. Находим для известных сил величины отрезков, которыми они изображаются на плане сил группы Ассура:

ПС> =	FПС	=	1000	= 125 (мм)
	f		8

5> =	G5	=	23.5	= 3 (мм)
	f		8

и5> =	Fи5	=	157.2	= 20 (мм)
	f		8

Последовательно, начиная с F_ПС откладываем на плане сил (см чертеж) векторы изображающие силы F_ПС, F_и5 и G₅ (Вектор G₅ направлен вниз; вектор F_ПС направлен противоположно скорости точки E; вектор F_и5 направлен противоположно ускорению точки E). Линия действия первого неизвестного вектора R₄₃ направлена перпендикулярна звену CD, а линия действия второго неизвестного вектора R₅₀ перпендикулярна звену E-E.

Графическое решение векторного уравнения (1) дает:
R₄₃ = 43> · _f = 148 · 8 = 1184 (Н)
R₅₀ = 50> · _f = 24 · 8 = 192 (Н)
Здесь 43> и 50> - длины векторов в миллиметрах с плана сил.