12. Обоснуйте направления всех векторов на плане скоростей

Направление только вектора ра известно наперед, остальные мы получаем через план скоростей (это же векторное уравнение), мы через план узнаем направления движения точек как направление векторов. Стрелка показывает куда движется одна точка относительно другой. Например как на рисунке выше.

13. Как было определено направление угловой скорости какого-либо звена, указанного преподавателем

Для ползунного механизма все просто (смотрим на план скоростей) - вектор ab (или ас для Г -образного звена 2) показывает, куда поворачивается точка b (с) относительно А. Дальше надо мысленно приложить этот вектор к точке b (с) и понять, куда вращается конец шатуна 2 относительно А.

Для рычажного механизма еще можно определить направление вращения коромысла 3, берем вектор (смотрим на план скоростей) из полюса р до точки, в которой соединяются звено 2 и 3 и мысленно прикладываем его к этой точке на механизме, определяем направление со₃.

Для рычажных механизмов звено 3 иногда состоит из двух кусков, там значит две силы инерции, кроме ИЗ в индексе (верхнем) еще имена точек, определяющих про какой кусок идет речь.

17. Расскажите последовательность силового расчёта структурной группы.

Отбрасываем от механизма звено 1 и оставшуюся стойку (звено со штриховкой).

Для ползунных механизмов: ну вот оторвали края, теперь в точках где оторвали звено 1, вставляем по две силы — тангенциальную и нормальную, первую перпендикулярно звену 2 (помним про условности), вторую — вдоль звена. Для звена три, если это палка, вставляем силу перпендикулярную звену в каждую из двух опор. Если ползун — перпендикулярно его направляющей. Составляем уравнение моментов относительно точки соединения звеньев, оно равно нулю и в нем неизвестная всего одна - тангенциальная сила. Простеньким матаном находим ее. Если не угадали с направлением, то получим знак «-», похер, разворачиваем ее, меняем знаки в уравнении, с положительными числами работать как-то проще, ИМХО. Теперь, зная все силы кроме нормально и сил ^зо- Строим план. Это тупое рисование всех найденных сил в масштабе скока-то там ньютоном на миллиметр. Получается ломаная линия, которая заканчивается силой ПС. Из нее проводим прямую как сила 30, из точки а проводим прямую как Fj,. Где пересеклись - там строим точку, стрелки выставляем так, чтобы полученный контур был замкнут. Из полученной точки строим вектор в точку Ь — это будет сила 21. Другой полученный вектор это вся сила 30. Вся, так как для палкообразных звеньев 3 это сумма сил на каждой из двух опор. Так что в силовом анализе группы 2-3 мы находим танг. Силу через матан, а нормальную и 30 через план.

Для рьгчажных механизмов расчет звена 3 такой же как для звена 2. Тангенциальную и нормальную силы строим из опоры перпендикулярно и параллельно куску звена 3. Через уравнение моментов находим тангенциальную силу, рисуем план и находим из него нормальные силы. Так что в силовом анализе группы 2-3 мы находим танг. силы (две) через матан, а нормальные через план.

17. Объясните, как были определены величина или направление какого- либо указанного преподавателем вектора на планах сил.

Силы тяжести G это масса звена, умноженная на ускорение свободного падения 9,81. Силы инерции это масса на ускорение своего центра масс S на плане ускорений. Момент инерции это геометрический момент инерции умноженный на угловое ускорение вращающегося звена. Смотрите расчеты. Силы инерции и моменты инерции направлены против ускорений и угловых ускорений соответственно.

17. Изменится ли, а если изменится, то как, величина уравновешивающей силы, если точку её приложения сместить ближе к центру вращения кривошипа?

Ясен, что изменится! Произведение этой силы на длину кривошипа есть крутящий момент на валу (смотреть первый рисунок в ПЗ), если сместить точку ближе приложения ближе к О, то плечо силы станет короче, а момент нам нужен тот же. Значит сила возрастет, причем пропорционально уменьшению длины ОА.

17. Изменится ли, а если изменится, то как, величина реакции стойки на входное звено силы, если точку приложения уравновешивающей силы сместить ближе к центру вращения кривошипа?

Смотрим на план сил звена 1. Есть там какие-то плечи? Нет. Вот и не изменится.

17. Изменится ли при этом направление реакции стойки?

Да с чего бы ему меняться? План сил звена 1 строится только вектором ab, потом и его точек строим прямые вдоль звена 1 и перпендикулярно ему. Как тут не крути точки приложения силы, мы получим этот треугольник.

17. Обоснуйте правильность определения величины и направления реакции между звеньями, составляющими структурную группу.

План сил специально строился так, что силы для звена 2 идут в нем друг за другом. То есть если взять вектор F21, дорисовать после него G2 потом FH2 , нарисовать из конца вектора FH2 вектор к началу F21, то получим замкнутый контур. Замкнутый контур означает, что сумма сил, действующих на звено 2 равна нулю, то есть звено уравновешено. А равновесие звена это единственное, что дает право считать группу всякими моментами и планами. Равновесие мы получили добавив инерционные силы и моменты.