Кінетостатичне дослідження механізму компресора двосторонньої дії

[pic 1]

2. Кінетостатичне дослідження механізму компресора двосторонньої дії

2.1. Визначення сили корисного опору

Силу корисного опору визначаємо за заданою діаграмою Fко= Fко(SE). Викреслюємо цю діаграму у масштабі, показавши значення сил у відповідних положеннях механізму.

Масштаб по осі абсцис і ординат відповідно

[pic 2];

[pic 3].

2.2. Визначення сил інерції ланок

Сили інерції ланок визначаємо за формулою [pic 4], моменти сил інерції [pic 5]. 3нак " – " у цих формулах означає, що сила інерції направлена в протилежний бік прискоренню центра мас [pic 6], а моменти сил інерції – у протилежний бік кутовому прискоренню [pic 7].

Тоді величини сил інерції ланок:

[pic 8]

[pic 9]

[pic 10]

[pic 11]

Сила інерції ланки 1 дорівнює нулю, бо прискорення центра мас [pic 12].

Моменти сил інерції ланок

[pic 13]

[pic 14]

[pic 15]

Моменти сил інерції ланок 1 і 5 дорівнюють нулю, бо кутові прискорення [pic 16]

Значення сил інерції і моментів сил інерції наведено в табл. 2.1.

Таблиця 2.1

Значення сил і моментів сил інерції ланок механізму

2.3. Силовий розрахунок групи 4-5

Визначення реакцій в кінематичних парах починаємо з аналізу групи 4-5.

Прикладаємо до ланок 4 і 5 всі зовнішні сили, включаючи сили інерції, дію ланок 0 і 3 заміняємо реакціями [pic 24] і [pic 25].

Реакцію [pic 26] прикладаємо в центрі обертової пари D і направляємо довільно, [pic 27] – перпендикулярно напрямній руху повзуна. Точку прикладання реакції обираємо довільно.

Складаємо рівняння рівноваги ланок групи дією всіх прикладених

сил:

[pic 28].

У цьому рівнянні маємо три невідомі параметри: величини векторів і [pic 29].та напрям [pic 30]. Для того, щоб скласти додаткове рівняння, розкладемо реакцію [pic 31] на дві складові, одну з яких напрямляємо вздовж ланки 4, другу – перпендикулярно до неї, тобто

[pic 32].

Величину дотичної складової реакції [pic 33] знаходимо з рівняння рівноваги ланки 4 відносно точки Е

[pic 34],

звідки

[pic 35]де        [pic 36].

Отже, рівняння рівноваги групи 4-5 набирає вигляду:

[pic 37].

На підставі цього рівняння будуємо план сил у масштабі [pic 38]. Використовуючи план сил, знаходимо невідомі реакції:

[pic 39];

[pic 40],

де [pic 41] і [pic 42] – відрізки в міліметрах, які зображають відповідні реакції на плані сил.

Оскільки всі сили, що діють на повзун 5 проходять через центр шарніра Е, то реакція [pic 43] теж проходить через точку Е.

Для визначення внутрішньої реакції [pic 44] в шарнірі Е групи 4-5 складаємо векторне рівняння сил, що діють на ланку 4.

[pic 45].

Розв’язуючи графічно на об’єднаному плані сил групи 4-5 це рівняння, одержимо:

[pic 46].

2.4. Силовий розрахунок групи 2-3

На ланки цієї групи, крім сил тяжіння [pic 47] і [pic 48], сил інерції [pic 49] і [pic 50] та моментів сил інерції [pic 51] і [pic 52], діють ще реакції [pic 53], [pic 54]і [pic 55]. Реакція [pic 56] прикладена в точці D і за величиною дорівнює [pic 57], але протилежно їй напрямлена. Реакції [pic 58] і [pic 59] проходять через центри шарнірів С і А, їх напрями й величини невідомі.