p>
Найбільш просто силовий аналіз можна виконати графічним способом - шляхом побудови планів сил в деякому масштабі, Н/мм. Оскільки при силовому аналізі в розрахунок вводять сили інерції і реакції зв'язків, то всі сили, що діють на структурні групи 2 класу 2 порядку, перебувають у рівновазі. Тому векторне рівняння цих сил, дорівнює нулю, а багатокутник сил замкнений. Необхідно пам'ятати, що кінематичні ланцюги, що мають ступінь рухливості w = 0, в силовому відношенні є статично визначеними. Умова статично визначених плоских кінематичних ланцюгів записується у вигляді:
, (31)
де n - число рухомих ланок;
- число кінематичних пар 5 і 4 класів;
3 - число рівнянь статики, яке можна скласти для кожного рухомого ланки в площині.
У загальному випадку реакція в поступальної кінематичної парі 5 класу відома лише за напрямом (Перпендикулярно до напрямної), величина і точка її положення невідомі. Під обертальної кінематичної парі 5 класу відома точка докладання реакції (у центрі шарніра), величина ж і напрям її невідомі. У кінематичній парі 4 класу відомі точка докладання (в точці дотику) і напрям (Перпендикулярно дотичній до профілів кривих) реакції. Невідома лише її величина.
Для врівноваження кінематичного ланцюга 1 класу вводять врівноважує момент або врівноважуючу силу. Зв'язок між і встановлюється рівнянням:
, (32)
де - плече сили відносно осі обертання кривошипа.
При силовому аналізі при обертальному русі кривошипа вводять врівноважує момент.
Стосовно до механізму голки універсальної швейної машини 1022 класу силовий аналіз виконується в наступній послідовності.
Силовий аналіз починають зі структурної групи найбільш віддаленої від провідного ланки, тобто зі ланки II класу, 2 порядку А-2--3-В. Цю ланцюг подумки від'єднують від провідного ланки 1 і стійки 0, при цьому вводяться реакції і. Індекси на позначеннях реакцій і кінематичних пар прийнято ставити з боку отсоединенного ланки на аналізованих. Реакція невідома за величиною і напрямком, реакція прикладена в точці В і лінія її дії перпендикулярна направляючої повзуна.
Реакцію розкладають на дві складові: по ланці АВ і перпендикулярно цьому ланці, тобто
. (33)
Векторне рівняння сил, що діють на розглянуту кінематичну ланцюг має вигляд:
. (34)
Сила корисного опору діє не у всіх положеннях механізму, а лише при робочому ході голки.
Як видно з рівняння (34) сили відомі повністю за величиною, напрямом і точці положення. У разі, коли сили тяжкості малі в порівнянні з іншими силами, їх можна не враховувати.
В В
У рівнянні (34) не ввійшли реакції, діють між ланками 2 і 3, прикладені в точці В. Ці реакції взаємно врівноважуються всередині структурної групи. Вони відносяться до розряду внутрішніх сил. Ці сили визначаються на наступних етапах силового аналізу. p> У рівнянні (34) є три невідомі сили, і для їх визначення розглядається рівновага ланки 2. Для цієї ланки векторне рівняння сил має наступний вигляд:
(35)
Для визначення необхідно скласти рівняння моментів сил відносно точки В:
(36)
Моменти сил і рівні нулю, так як їхні плечі рівні нулю. Тоді:
(37)
В В
Для отримання складової реакції з мінусом слід повернути її на.
Далі приступають до побудови плану сил. Вибирають довільну точку і відкладають від неї відповідно з рівнянням (34) по черзі в масштабі вектори відомих сил.
Модулі (величини) векторів сил залежать від обраного масштабу сил, Н/мм, тобто
(38)
З кінця останнього вектора сили проводять лінію дії сили перпендикулярно направляючої ігловодітель (горизонтально), а з початкової точки проводять лінію дії паралельно АВ. Точка перетину останніх двох ліній буде кінцем вектора сили і початком складової реакції. Відповідно до рівнянням (34) замінюють складові і на повну величину реакції. З плану сил отримують:
В
Потім визначають реакцію, прикладену в шарнірі. Для цього використовують наявний вже план сил і рівняння (36). Очевидно, реакціяВ буде спрямована по прямій лінії, що замикає початок і кінець. Тоді
В
На наступному етапі силового аналізу розглядають структурну групу 1 класу. Векторне рівняння сил записують у наступному вигляді:
(39)
де, рівна.
Для визначення відразу будують план сил у тому ж масштабі. Починаючи від точки проводять вектори,,. Кінець останнього вектора з'єднують з точкою - початком вектора. Значення реакції становить:
В
Величину врівноважує моменту визначають, склавши рівняння моментів сил, діючих на перше ланка щодо точки, тобто
(40)
Знаки В«+В» і В«-В» показують дійсний напрям.
Плани сил будують для декількох положень механізму, з яких знаход...
