Угловые скорости звеньев определяются по формуле:

;

где - угловая скорость звена, с^-1;

V - скорость звена, м/с;

l - длина звена, м.

Расчет угловых скоростей точек для 12 положений механизма сводим в таблицу 3

Таблица 3 - Угловые скорости звеньев механизма, с^-1

2.5 Определение приведенной силы

Для определения приведённой силы используем метод Жуковского.

Для положения 1:

где

pa,,-плечи сил, снятые с плана скоростей,

мм, -приведённая сила сопротивления,H

Для положения 2

Для положения 3

Для положения 4

Для положения 5

Для положения 6

Для положения 7

Для положения 8

Для положения 9

Для положения 10

Для положения 11

Для положения 12

2.6 Определение приведенного момента сил сопротивления

Приведённый момент определяется по формуле:

где - приведённый момент сил сопротивления, Н м;

Значения приведённых сил и соответствующих приведённых моментов сил сопротивления для 12 положений механизма сводим в таблицу 4

Таблица 4-Приведенная сила P_пр, момент сопротивления _.

2.7 Определение приведенного момента инерции

I_ПР^II = m_D+ m_F ;

где I_{ДВ -} момент инерции электродвигателя, ;

m_D=m_ш=32000/9,81=3262 кг - для положений 1-6;

m=m_ш+m_ж= (32000+10000) /9,81=4281,3 кг - для положений 7-12;

Расчет приведенного момента инерции для 12 положений сводим в таблицу 5

Таблица 5 - Приведенные моменты инерции

Строим график приведенного момента инерции с учетом масшт. коэффициентов

; ;

где - масштабный коэффициент по оси приведенных моментов инерции, ; - значение максимального приведенного момента инерции, ; - значение вектора на графике, мм: - масштабный коэффициент по оси , ; - значение одного оборота кривошипа, мм

Определим масштабный коэффициент по оси моментов графика -:

где - масштабный коэффициент по оси моментов, ;

- значение максимального момента сопротивления, Н м;

- значение вектора на графике, мм (Принимаем =100)

Значения графических моментов определим по формуле:

, мм

Строим график моментов

Под графиком момента сопротивления строим график работ методом графического интегрирования. Методом графических построений находим график от сил движения и график движущего момента.

Определяем масштабный коэффициент графика работ

где Н - полюс интегрирования, мм (Принимаем Н=50)

Движущий момент:

;

где - движущий момент, Н м;

- вектор движущего момента, мм

Строим график изменения кинетической энергии, пользуясь выражением

, Дж;

где A_ДВ - работа движущих сил;

A_C - работа сил сопротивления.

Строим диаграмму энергия-масса на основе графика приведенного момента инерции и графика изменения кинетической энергии, графически исключая ось .

К полученной кривой энергия-масса под углами и проводим касательные.

;

;

где - коэффициент неравномерности вращения кривошипа;

- масштабный коэффициент по оси ?Т.

Получаем значения углов

;

.

Касательные по оси ?Т отсекают отрезок ab = 52 мм

Приведенный момент инерции маховика:

.

3. Силовой анализ рычажного механизма

3.1 Метод планов сил

3.1.1 Построение плана ускорений

Строим план ускорений для расчётного положения №2.

Ускорение точки А определяем по формуле

,

где, - ускорение точки А,

- нормальное ускорение точки А относительно точки О,

- тангенциальное (касательное) ускорение точки А,

=0 так как =const

Ускорение найдём по формуле:

,

где - угловая скорость кривошипа,

- длина звена ОА, м

=;

Из произвольно выбранного полюса откладываем вектор длинной 200 мм. Найдём масштабный коэффициент плана ускорений:

=, ;

Группа 2-3

Определим ускорение точки b из следующей системы уравнений:

,

Точка b находится на пересечении линий действия ,.

;

мм ()

=0 (так как стойка неподвижна)

;

мм ()

Группа 4-5

Точка e принадлежит звеньям 4 и 5

Точка e находится на пересечении линий действия ,

,;

мм ()

=0 (так как стойка неподвижна)

;

мм ()

Точки d и f принадлежат звену 4, а значит группе 4-5. Положение точек d и f на плане ускорений определим по подобию.

,

мм;

,

мм.

3.1.2 Определение линейных и угловых ускорений

Определим ускорения точек и звеньев:

;

;

;

;

;

;

;

;

Определяем тангенциальные ускорения:

;

;

;

;

Определим угловые ускорения:

;

;

;

.

3.1.3 Определение сил и моментов инерции звеньев

Силы инерции определяем по формуле:

H;

где “-“ показывает направление силы инерции. Говорит о том, что сила инерции направлена противоположно ускорению;

кг;

где g=9,81 - постоянная свободного падения,

H;

кг;

где “-“ показывает направление момента инерции. Говорит о том что, момент инерции направлена противоположно угловому ускорению;

;

;

.

3.1.4 Определение уравновешивающей силы и уравновешивающего момента методом планов сил

Рассмотрим группу Ассура 4-5:

Найдём тангенциальные реакции из следующих уравнений:

где BE, EK,,,, - плечи соответствующих сил, мм

0

Реакции (||DF) и (||EK) определим графически через сумму всех сил для всей группы:

где - масштабный коэффициент группы 4-5,

=100 - вектор силы G_F, принятый произвольно, мм

Таблица 3 - Силы и вектора сил 4-го и 5-го звеньев.

Из плана сил определяем значения неизвестных сил:

Н;

Н;

Реакцию определяем из следующего векторного уравнения

;

Н;

Реакцию внутри группы определим графически из векторного уравнения:

, ;

;

Рассмотрим группу Ассура 2-3:

Найдём тангенциальные реакции из следующих уравнений:

, ;

, ; Откуда: , ;

Реакции (||BC) и (||AB) определим графически через сумму всех сил для всей группы:

;

Н;

Из плана сил определяем значения неизвестных сил:

Н;

Н;

Реакцию внутри группы определяем из следующего векторного уравнения

, ;

;

Н;

Рассмотрим начальный механизм.

Определим уравновешивающую силу

;

Н;

Реакцию определяем графически

;

Н/мм;

мм;

Из плана сил находим

;

Уравновешивающий момент равен:

3.2 Определение уравновешивающей силы методом Жуковского