Анализ нагруженности плоского рычажного механизма

= = - (H×м);

= = - (H×м);

;

;

Для  определения  строим замкнутый векторный силовой многоугольник.

Масштабный коэффициент для плана сил:

;

 

;

;

(Н);

 

Рассмотрим структурную группу 0-1:

Последний этап силового анализа механизма  – сила, уравновешивающая весь механизм.

;

;

Строим замкнутый силовой многоугольник. На чертеже выбираем полюс. Масштабный коэффициент для плана сил:

;

Определение уравновешивающей силы завершает силовой анализ механизма.

 = 5 *35= 175 (H);

= 50 (H);

(Н).

 

 

 

2. РАСЧЕТ ЭЛЕМЕНТОВ МЕХАНИЗМА НА ПРОЧНОСТЬ

 

2.1 Выбор расчетной схемы

 

В результате динамического анализа  плоского рычажного механизма были определены внешние силы, действующие  на звенья и кинематические пары. Такими внешними усилиями являются силы инерции , моменты инерции , а также реакции кинематических пар , силы веса G и полезного сопротивления .

Под действием внешних сил звенья плоского механизма испытывают сложные  деформации. Для заданного механизма  преобладающим видом совместных деформаций является изгиб с растяжением-сжатием.

Рассмотрим звено ВС как груз на двух опорах, нагруженных соответствующими силами. Т.е. выбираем расчетную схему.

 

2.2 Определение реакций в опорах

 

Разделим звено EF на 2 участка. Раскладываем силу   на нормальную и тангенциальную составляющие. Угол соответствует углу между звеном EF и вектором силы :

;

;

        

2.3 Построение эпюр

2.3.1 Построение эпюры 

С помощью методов сечений определяем нормальную силу для участка I и II :

I: 50,5 (Н);

II: 70 (Н);

По этим уравнениям строим эпюру  .

 

2.3.2 Построение эпюры 

Определяем значение поперечной силы на соответствующих участках: 

I: 40,5 (Н);

II: 33,6 (Н);

Строим эпюру  по данным уравнениям.

 

2.3.3 Построение эпюры 

Записываем аналитические уравнения для изгибающего момента на участках I и II :

I: ,

где

;

;

II: ,

где

;

;

По этим уравнениям строим эпюру  .

 

2.4 Подбор сечения звена

При совместной деформации изгиб с  растяжением-сжатием на стадии проектирования целесообразно подбор сечений производить  по максимальному значению момента. M = 2,2 (Н·м). Исходя из конструктивных соображений, принимаем значение момента на два порядка выше. M = 220 (Нм).

 Напряженность σ_max должна быть не более допустимого значения [ σ ]:

σ_max = [ σ ];

Принимаем для ориентированных расчетов для латуни:

  = 70 МПа.

Это уравнение дает возможность  найти геометрические размеры сечения  через подбор параметра W_х.

Для круглого сечения:

W_х = ; 

d = = = 31,5 (мм),

выбираем значение d = 32  (мм);

Для прямоугольного сечения:

W_х = ;

h = 2b;

b = = = 16 (мм)

h = 32 (мм);

 принимаем линейные размеры : 

b = 16 (мм), h = 32 (мм).

Для швеллера рассчитываем W_X:

W_X= = =3,15 (см³)

 

 

Согласно значения W_X в сортаменте выбираем профиль №5 исходя из соображений тройного запаса прочности , получаем следующие параметры для швеллера:

 

b = 32 (мм);    t = 7 (мм);

h = 50 (мм);            R = 6 (мм);

d = 4.4 (мм);            r = 2.5 (мм).

Где h – высота двутавра; b – ширина полки; d  – толщина стенки; t – средняя толщина полки; R – радиус внутреннего закругления; r – радиус закругления полки.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ВЫВОДЫ

 

Цель  курсового проектирования – закрепление  теоретических знаний, которые были получены во время изучения курса  «Прикладная механика», ознакомление с методами проектирования механизмов. Первый этап конструирования любого механизма – это составление его кинематической схемы, расчет кинематических параметров, определение нагрузки различных деталей механизма и энергетических характеристик механизма в целом.

Выполняя  курсовой проект по прикладной механике, овладели методами определения кинематических параметров механизмов, оценки сил, которые действуют на отдельные звенья механизма, научились творчески оценивать сконструированный механизм с точки зрения его назначения – обеспечивать необходимые параметры движения звена.