725

–изображение искомых сил и их составляющих ( R03 , R12 x

,R12 y ) в положительных направлениях осей x и y;

–сила сопротивления Fc — положительная, она направлена против движения ползуна С, в другом варианте движущая

сила Fд — отрицательная, направлена по движению ползуна

С;

99

– составляющие сил инерции m2aS 2 x и m2aS 2 y , направ-

ленных против ускорений, показаны отрицательными с учетом положительных направлений составляющих ускорений,

так же, как и сила инерции ползуна m3aС ;

– аналогично момент сил инерции IS2 2 показан отрицательным;

–вес G показан отрицательным, так как всегда направлен

вниз;

–для составления моментных уравнений точка К вынесена за пределы диады;

–в моментных уравнениях используют координаты точек

В, С и S2.

А. Реакцию R12 x находят из уравнения проекций сил, дей-

Б. Для определения второй составляющей R12 y записыва-

ют уравнение моментов; в общем виде относительно произвольной точки A:

где x, y — координаты точки приложения силы, м; X, Y — проекции силы на оси x и y, Н.

При вычислении момента силы относительно выбранной точки K используют локальные координаты x xK и y yK .

100

Так, например, для точки S2 это будут координаты xS 2 xK и yS 2 yK . В этом случае уравнение (5.28) примет вид:

[ xC xK R03 G3 ( yC yK ) Fс m3aC ] IS 2 2 0.

Для решения уравнений (5.27)…(5.31) величины направляющих углов и ускорений извлекают из массива кинематических параметров, а силу сопротивления Fc — из файла индикаторной диаграммы.

Г. Реакцию во внутренней кинематической паре диады 2– 3 определяют из уравнений равновесия в проекциях на оси х и у, составленных для действующей на звено силы сопротивления Fc, реакции и силы инерции (рис. 5.8, а):

101

Рис. 5.8

5.6.2. Силовой расчет диады 4–5

По сравнению с диадой 2–3 особенностями составления аналитических выражений для диады 4–5 (рис. 5.9) являются принятый полюс моментов L с координатами xL = xE и yL = yD

иположительная движущая сила Fд. Координаты точек D, Е

иS4 будут иметь знаки, противоположные координатам В, С, S2. Расчетные выражения в виде, удобном для ввода в ЭВМ:

Полные реакции в цилиндрических шарнирах определяются геометрической суммой:

Их направление определяют по формуле:

R arctg Ry .

Rx

102

Реакцию в коренной шейке R01 определяют из уравнений равновесия в проекциях на координатные оси:

Полная реакция и ее направление определяются формула-

ми (5.37).

5.6.4. Компьютерная программа

Аналитические зависимости силового расчета рычажного механизма ДВС использованы в программе ТММ-1, запускаемой в системе Quick BASIC. В программе организован мас-

104

сив параметров, рассчитанных в результате кинематического анализа (пример на рис. 4.9).

По заданным исходным данным студент вводит массы звеньев m1, m2, m3 в кг и момент инерции шатуна IS2. Для расчета маховика (второй лист курсового проекта) также вводят коэффициент неравномерности . Результаты расчетов зависят от того, в каком цилиндре, С или Е, осуществляется такт «расширение». Обозначение цилиндра задает преподаватель, а студент размещает световой курсор на экране в соответствующей строке.

На экране последовательно изображаются:

таблица 6 с 12 значениями реакций в шатунных шейках R12 и R14 и их направления в градусах относительно оси x;

таблица 7 с 12 значениями реакций в поршневых пальцах R23 и R45 и их направления;

таблица 8 с 12 значениями составляющих реакций в

коренной шейке R01х и R01y, полной реакции R01 и ее направления;

таблица 9 с 12 значениями реакций в поступательных

парах R03 и R05 и их направления.

Каждая таблица сопровождается изображениями графиков или годографов реакций на экране. Образцы распечаток реакций в кинематических парах приведены на рис. 5.11.

105

дополнительно на кручение по формуле (5.22) и из двух значений вводят большее значение, округленное по ГОСТ 6636– 69, который можно вывести на экран нажатием клавиши F1.

Необходимо записать с экрана монитора значение КПД механизма, рассчитанное как среднее за цикл по формуле:

i 1

Таблица 10 распечатки программы ТММ-1 содержит значения уравновешивающего момента M y в кН м, мощностей

движущих сил Pд и сил трения Pт в кВт. Пример распечатки таблицы 10 приведен на рис. 5.12.

Рис. 5.12

Выводы

1. Задачи силового расчета — определение реакций в кинематических парах, мощностей и механического КПД. Реакции используют при расчете кинематических пар на износостойкость. Реакции, действующие силы и силы инерции позволяют построить эпюры продольных и поперечных сил, изгибающих

107

моментов для расчета звеньев на прочность, жесткость и износостойкость.

2.Силовой расчет является наряду с кинематическим анализом базой динамического синтеза рычажного механизма, в курсовом проекте — расчета маховика.

3.Силовой расчет выполняют для отдельных звеньев и групп Ассура, которые являются кинетостатически определимыми.

4.В расчетах используют силы инерции и моменты сил инерции, которые вводят по принципу Даламбера.

Вопросы для подготовки к защите проекта

1.Какие задачи решает силовой расчет?

2.Как определяются движущие силы и силы сопротивления по индикаторной диаграмме?

3.Как определялись по величине и направлению силы инерции и моменты сил инерции?

4.В чем заключается принцип Даламбера?

5.Докажите кинетостатическую определимость группы Ас-

сура.

6.Каков порядок составления векторных уравнений силового расчета?

7.Как определяют длины отрезков, изображающих вектор силы на плане сил?

8.Как определяют модуль силы из плана сил?

9.Что такое уравновешивающий момент и как он определя-

ется?

10.Как определяется мощность движущих сил?

11.Как определяется мощность сил трения?

12.Как определяется относительная угловая скорость?

13.Как определяется механический КПД?

6. СОДЕРЖАНИЕ ПЕРВОГО ЛИСТА КУРСОВОГО ПРОЕКТА

Лист формата А1 содержит структурный, кинематический и кинетостатический анализ рычажного механизма. В основной надписи листа делают запись типа: «Рычажный механизм ДВС. Теоретический чертеж» и шифр по типу: ТММ.

108