В основу силового расчета механизмов по методу Н.Г. Бруевича положен принцип кинетостатики: если ко всем внешним действующим на звенья механизма силам добавить силы инерции и моменты сил инерции, то механизм будет находиться в состоянии статического равновесия.

Силовой расчет проводится по группам Ассура, начиная с наиболее удаленной от начального механизма. Заканчивается рассмотрением кривошипа, входящего в начальный механизм, для которого определяют уравновешивающую силу или уравновешивающий момент.

Другие примеры решений >
Помощь с решением задач >

Для различных структурных групп Ассура разработаны специальные методы их силового исследования. В таблица 3 приведены рекомендации по анализу структурных групп II класса 1, 2, 3, 4, 5 видов.

Таблица 3 – Силовой анализ групп Ассура II класса

Рассмотрим последовательность силового расчета для заданного примера (рисунок 1). Все группы Ассура и кривошип начального механизма вычерчиваем отдельно (в масштабе) в том положении, которое они занимают на механизме в рассматриваемый момент времени.

Прикладываем к ним все силовые факторы, включая реакции в кинематических парах. Реакции во вращательных парах (шарнирах) неизвестны по величине и направлению, поэтому первоначально направляем их произвольно. Реакция в поступательной паре (ползуне) направлена перпендикулярно направляющей (т.к. вначале расчет ведется без учета сил трения), но неизвестны величина и точка приложения этой реакции.

Сила полезного сопротивления F_п.с. всегда направляется против скорости точки приложения этой силы, а момент сил полезного сопротивления М_п.с. – против угловой скорости звена приложения этого момента.

Группа (4,5) второго класса третьего вида

На звено 5 действует момент полезного сопротивления М_п.с., который направляется противоположно ω₅ в данном положении механизма (если звено 5 движется поступательно, то действует сила полезного сопротивления F_п.с., которая направлена против скорости этого звена).

Одну из крайних реакций (в данном примере R₆₅ в шарнире Е) раскладываем на две составляющие:

Рисунок 8 – К силовому расчету по методу Н.Г. Бруевича группы Ассура II класса 3 вида

Составляем четыре уравнения равновесия:

Решая первое уравнение, определяем R^τ₆₅. Если реакция R^τ₆₅ получится отрицательной, значит ее фактическое направление противоположно предварительно принятому. Второе и третье уравнения решаются графически построением планов сил в выбранном масштабе K_l (рисунок 8).

При этом во втором уравнении неизвестными являются величины реакций Rⁿ₆₅ и R₄₅ при известном их направлении (Rⁿ₆₅||DE, R₄₅⊥DE). Пересечением этих векторов при построении плана получаем их величины. В третьем уравнении R₅₄=-R₄₅, а вектор R₃₄ неизвестен ни по величине, ни по направлению и при построении плана сил определяется как замыкающий вектор.

Решая четвертое уравнение, определяем точку приложения реакции R₅₄ (истинное значение плеча h_R54 в метрах).

Группа (2,3) второго класса первого вида

Рисунок 9 – Кинетостатика группы Ассура II класса 1 вида (звенья 2 и 3)

При решении этой группы (рисунок 9) также составляем четыре уравнения равновесия, из которых определяем реакции в кинематических парах (шарнирах) А, В и С. Реакция в шарнире D является теперь известной внешней силой (R₄₃=-R₃₄). Графическая часть решения приводится на рисунке 9.

Примечание: в данном примере план сил, действующих на звено 2, для определения реакции R₃₂ представлен как часть общего плана для группы 2,3 (левая часть общего плана).

Завершаем силовой расчет по методу Н.Г. Бруевича рассмотрением равновесия кривошипа 1 (начальное звено анализируем последним). Для определения реакции  R₆₁ строим план сил по уравнению

где R₂₁=-R₁₂.

Из уравнения

определяем уравновешивающий момент М_ур (в данном случае движущий момент, необходимый для преодоления всех сил, включая М_П.С., и обеспечивающий при этом заданный закон движения на входе ω₁ = const).

Рисунок 10 – К кинетостатике кривошипа 1

Определение потерь мощности на трение в кинематических парах >
Курсовой проект по ТММ >