Определение реакций в кинематических парах и уравновешивающей силы на кривошипе.

Определение реакций в кинематических парах следует начинать с той группы Ассура, для которой известны все внешние силы. Такой группой является последняя присоединенная группа Ассура 2 вида, состоящая из звеньев 4, 5.

Рассматриваем группу 4-5. На данную структурную группу действуют следующие силы и моменты: , , . Действие отброшенных звеньев (стойки 0 и кулисы 3) заменяем реакциями и , которые необходимо определить.

Величина и точка приложения реакции в поступательной паре неизвестны, поэтому точка приложения этой реакции (расстояние ) выбрано произвольно. Линия действия реакции без учета трения перпендикулярна направляющей этой пары.

Реакция во вращательной паре неизвестна по величине и направлению. Без учета трения эта реакция проходит через центр шарнира. Разложим реакцию на две составляющие:

Составляем расчётную схему диады (4,5). Изображаем диаду со всеми приложенными к ней силами. Действие отброшенных звеньев заменяем реакциями связей и , которые подлежат определению. Реакцию направляем перпендикулярно линии движения ползуна. Величина этой силы неизвестна.

Реакция - центр шарнира C. Реакцию разложим на две составляющие: нормальную составляющую , действующую вдоль оси DC, и тангенсальную составляющую , действующую перпендикулярно звену DC.

К звену 5 прикладываем силы Fu5, G5,Fпс.

Расчетная схема готова. Приступаем к определению реакций.

Составляем уравнение равновесия диады (4,5), приравнивая к нулю векторную сумму всех сил, действующих на группу.

Данное уравнение содержит три неизвестные: модули реакций R₅₀, , . Графически можно решить уравнение с двумя неизвестными, для нахождения неизвестной силы составим сумму моментов сил звена 4 относительно точки Е.

Рассмотрим равновесие группы 4-5

Строим план сил. Выбираем масштаб сил μ_р:

На чертеже откладываем последовательно векторы в виде отрезков, длины которых в миллиметрах соответствуют в масштабе. Сложив геометрически и , получим реакцию в масштабе:

Рассматриваем группу 2-3: На данную структурную группу действуют следующие силы и моменты: . Реакция на звено 3 со стороны звена 4 равна по величине реакции и противоположна ей по направлению . Приложена эта реакция в точке звена 3. Освободив группу 2-3 от связей, прикладываем вместо них две реакции в шарнире и в шарнире , неизвестные по величине и направлению.

Разложим реакцию на две составляющие:

Нормальная составляющая действует вдоль звена 3: , тангенциальная составляющая действует перпендикулярно звену 3: .

Реакцию в шарнире также разложим на составляющие:

Нормальная составляющая действует вдоль звена 2: , тангенциальная составляющая действует перпендикулярно звену 2: .

Требуется также определить реакцию во внутренней кинематической паре (или ). В 2ПГ 1 вида внутренняя кинематическая пара – вращательная.

Для упорядочения расчетов по определению реакций составляем таблицу с указанием очередности определения сил, а также уравнений, посредством которых они будут определяться.

1. Для определения реакции составляем уравнение моментов всех сил, действующих на звено 3, относительно точки D:

откуда

Знак «+» означает, что действительное направление силы соответствует первоначально выбранному.

2. Для определения реакции составляем уравнение статического равновесия сил, действующих на звенья 3 и 2:

Силы, известные по величине и направлению, подчеркиваем двумя чертами, силы же, известные по направлению – одной чертой.

Отрезки, изображающие известные силы на плане, определяем с учетом ранее принятого масштабного коэффициента .

;

Рассматриваем начальное звено 1: на кривошип действует известная по величине и направлению реакция (по условию задачи массу звена 1 не учитываем). Определим реакцию cо стороны отброшенной стойки 0 и уравновешивающую силу . Величина уравновешивающей силы может быть определена при условии, что известны линия ее действия и точка приложения. При выполнении курсового проекта условно принимают, что линия действия уравновешивающей силы проходит через точку перпендикулярно .