Определение реакций в кинематических парах структурной группы (2.3)
Силовой расчет механизма
Необходимо определить внешние силы на звеньях механизма ,реакции в кинематических парах
и
. Внешнюю уравновешивающую нагрузку на входном звене
и
.
Расчёт проводится графическим планом сил и аналитически , с помощью вычисленных 13 положений.
Силовой расчет графоаналитическим методом планов
Силовой расчет графоаналитическим методом планов заключается в графоаналитическом решении векторных уравнений равновесия звеньев и структурных групп путем построения планов сил.
Внешние силы на звеньях
Движущая внешняя сила на поршне
направление по или против вектора
.
Вертикальные силы веса
;
;
.
Инерционные нагрузки звеньев:
- поршня 3 при поступательном движении сводится к вектору
сил инерции
,
- шатуна 2 при плоскопараллельном движении сводится инерционные нагрузки к вектору
и к моменту
сил инерции.
,
,
- кривошипа 1 при неравномерном вращении
сводится к вектору
и моменту сил инерции
.
, так как
,
.
Векторы
направлены противоположно векторам
центров масс, а моменты
противоположно ускорениям
(поз. 4 листа 2).
Определение реакций в кинематических парах структурной группы (2.3)
Поскольку силовой расчет ведется по группам Ассура, в порядке обратном их присоединения в механизме, то отделяем структурную группу из звеньев(2,3) и показываем ее в масштабе
в позиции 4 листа 2.
Кроме внешних сил
, в точках отделениях группы от механизма показываем реакции
:-
во вращающейся кинематической паре А, известной точкой приложения (в центре А), но неизвестной по величине и направлению,
-
в поступательной кинематической паре В, известную направлением (
) и неизвестная по величине и точкой приложения.
,
где
- нормальная составляющая реакции,
,
- тангенциальная составляющая реакции,
.
Отрезки плеч
относительно точки В в позиции 4.
Сумма моментов относительно точки В сил звена 2:
.
Отсюда тангенциальная составляющая реакции равна
,
где
- плечи сил относительно точки В, м.
,
.
- отрезки плеч в позиции 4 листа 2.
,
.
Векторное уравнение равновесия сил группы (2,3).
,
. (4.1)
Решаем векторное уравнение графическим построением плана сил группы в позиции 5.
Для этого рассчитываем отрезки сил
.
(1 - 2)
,
(2 - 3)
,
(3 - 4)
,
(4 - 5)
,
(5 - 6)
,
(6 - 7)
. ?
Откладываем в позиции 5 плана сил параллельно соответствующим векторам. Из последней точки 7 плана сил проводим
, а из начальной точки 1
. На пересечении этих направляющих в точке 8 план сил замыкается и отрезок (7 – 8) изображает в масштабе
. Отрезок (8 - 1) изображает в масштабе
. Из плана сил определяем крайние реакции
,

Внутреннюю реакцию
определяем из уравнения равновесия сил одного звена например звена 2.
.
. (4.2)
Поскольку
уже отложены на плане, то достаточно соединить точки 4 и 8.
Тогда
.