2.2.3. Силовой расчет входного звена

Силовой расчет входного звена состоит в определении силы реакции в кинематической паре О соединения входного звена 1 со стойкой 6.

Для выполнения этой задачи изображаем в масштабе длин схему начального механизма, состоящего из входного звена 1 и стойки 6 (рис. 6.34,а). В точке А прилагаем к входному звену 1 вектор силы реакции от оторванного шатуна 2 и вектор силы реакции от оторванного шатуна 4. Необходимо учесть, что , а .

Вектор реакции (см. рис. 6.34, а) проводим параллельно, но противоположно вектору реакции , имеющемуся на плане сил структурной группы звеньев 2-3 (см. рис. 6.33). Вектор реакции (см. рис. 6.34, а) проводим параллельно, но противоположно вектору реакции , имеющемуся на плане сил структурной группы звеньев 4-5 (см. рис. 6.31). (Н), (Н).

Сила инерции и момент силы инерции звена 1 по известным формулам получаются равными нулю.

, так как ;

, так как .

Для того, чтобы в рассматриваемый момент времени входное звено находилось в равновесии, прилагаем к нему условный уравновешивающий момент сил . Направление стрелки этого момента сил принимаем произвольно. Если при дальнейшем расчете значение получится отрицательным, то это означает, что действительное направление этого момента сил является противоположным принятому направлению.

Силовой расчет выполняем в следующем порядке.

Cчитаем звено 1 находящимся в равновесии. Приравниваем нулю сумму моментов всех сил и моментов сил, действующих на это звено: .

(Нм).

Приравниваем нулю векторную сумму всех сил, действующих на звено 1:

. .

а)

б)

Рис. 6.34. Схема начального механизма (а) и план сил входного звена 1 (б)

В соответствии с уравнением в масштабе сил строим план сил (рис. 6.34, б), на котором находим реакцию во вращательной кинематической паре О:

(Н).

Проверка правильности выполнения силового расчета по теореме н.Е. Жуковского

Выполняем проверку силового расчета по теореме Н.Е. Жуковского. Для этого изображаем план скоростей шестизвенного механизма, повернутый на 90˚ против направления движения часовой стрелки (рис. 6.35). В соответствующие точки плана прилагаем все внешние силы и силы уравновешивающие. Повернутый план скоростей называется рычагом Жуковского. К рычагу прилагаются только силы. Моменты сил, действующие на звенья механизма, предварительно заменяются парами сил. Затем эти силы прилагаются к рычагу. Заменяем парами сил момент сил инерции шатуна 4 (см. рис. 6.30, а), момент сил инерции шатуна 2 (см. рис. 6.32, а) и уравновешивающий момент сил (см. рис. 6.34, а). Векторы этих сил показываем пунктирными линиями. Вычисляем силы и от моментов сил инерции звеньев 2 и 4:

;

Составляем условие равновесия рычага Жуковского. Сумма моментов всех сил, приложенных к рычагу (см. рис. 6.35) относительно точки полюса, должна быть равна нулю: ∑М_Р=0.