Силы инерции звеньев

(H);

(Н).

Каждую силу инерции звена прилагаем в центре тяжести этого звена (см. рис. 6.30, а) и направляем вектор этой силы параллельно, но противоположно вектору ускорения центра тяжести, имеющемуся на плане ускорений механизма (см. 6.30, б).

Моменты сил инерции звеньев и определяем через моменты инерции и и угловые ускорения звеньев и .

Вычисляем величину углового ускорения шатуна 4:

(c^-2).

Для определения направления проводим на схеме структурной группы звеньев 4-5 (см. рис. 6.30, а) пунктирной линией из точки С вектор ускорения точки С относительно условно неподвижной точки А. Угловое ускорение звена СА направлено в ту же сторону, что и вектор , то есть по направлению движения часовой стрелки.

Момент инерции шатуна дан по заданию: = 0,075 ().

Момент сил инерции шатуна 4:

(Нм).

Момент сил инерции шатуна 4 направляем противоположно направлению углового ускорения звена 4, то есть против направления движения часовой стрелки (см. рис. 6.30, а).

Для ползуна 5 имеем

, так как .

Определяем теперь внутренние силы, то есть силы реакций в кинематических парах структурной группы звеньев 4-5. Найдем силы реакций во вращательной кинематической паре А (см. рис. 6.30, а) соединения звеньев 1 и 4 и в поступательной паре соединения ползуна 5 со стойкой 6.

Реакцию во вращательной кинематической паре А раскладываем на две составляющие: тангенциальную , которую проводим перпендикулярно линии шатуна АС, и нормальную , которую проводим параллельно линии шатуна АС. Направления стрелок векторов этих составляющих выбираем произвольно, и в дальнейшем эти направления уточняются.

Реакцию прилагаем к ползуну 5 в точке С перпендикулярно боковой стенке ползуна. Направление стрелки вектора этой реакции также выбираем произвольно, и в дальнейшем это направление уточняется.

Определение реакций производим в принятой последовательности для рассматриваемого вида структурной группы звеньев.

1. Сумму всех моментов сил, действующих относительно центра вращательной кинематической пары С на звено 4, приравниваем нулю: . Вычисляется тангенциальная составляющая реакции во вращательной паре А.

;

().

2. Векторная сумма всех сил, действующих на звенья 4 и 5, приравнивается нулю: .

.

В соответствии с уравнением в масштабе сил строится план сил, на котором находят нормальную составляющую реакции и полную реакцию в крайней вращательной кинематической паре А и реакцию в поступательной паре: , и . План сил (рис. 6.31) строим в масштабе .

Рис. 6.31. План сил структурной группы звеньев 4-5

Чтобы определить длину вектора известной силы, величину этой силы делим на этот масштаб. Например, силу давления газов на ползун 5 в цилиндре 2 откладываем на плане сил в виде отрезка длиной

Векторы известных сил откладываем один за другим. Силы тяжести звеньев отсутствуют на плане сил, так как длина их векторов в выбранном масштабе сил получилась менее одного миллиметра.

Из начальной точки построения (см. рис. 6.31) проводим прямую линию вектора реакции , перпендикулярную линии ОС схемы механизма, а из конечной точки построения проводим прямую линию, параллельную вектору . Находим точку пересечения этих линий. Эта точка определяет величины неизвестных реакций. В соответствии с векторным уравнением сил изображаем стрелки векторов этих реакций. Проводим также линию вектора полной реакции , которая равна сумме ее нормальной и тангенциальной составляющих.

Находим на плане неизвестные реакции, умножая измеренные на плане длины соответствующих векторов на масштаб плана сил:

(Н);

(Н).

2.2.2. Силовой расчет структурной группы звеньев 2-3