В плоской кинематической цепи действует плоская система сил. Поэтому при силовом расчете используются уравнения равновесия в аналитической и графической формах:
Силовой анализ состоит из следующих этапов:
1. К звеньям на кинематической схеме механизма прикладывают все внешние силы. Это силы движущие, сопротивления и веса звеньев.
2. После кинематического анализа определяют и прикладывают силы инерции звеньев.
3. Отсоединив наиболее удаленную от ведущего звена группу от стойки и соседних групп, заменяют их действия реакциями в кинематических парах.
4. Из условия равновесия отдельного звена или группы в целом определяют неизвестные реакции.
5. Выполняют п.3 и 4 для следующей группы, постепенно приближаясь к ведущему звену.
6. Заканчивается силовой расчет механизма определением уравновешивающей силы, приложенной к ведущему звену.
РАСЧЕТ ВЕДУЩЕГО ЗВЕНА.
Реакция 
- действие среды 
, сил тяжести звеньев и режима работы 
механизма (силы инерции звеньев).
Очевидно, под действием 
должна уменьшаться. Для поддержания режима - работы механизма необходимо внешнее воздействие на механизм – движущая сила или момент, которые называют уравновешивающей силой или уравновешивающим моментом. Точку приложения и направление уравновешивающей Py силы определяет конструкция передаточного устройства между источником энергии и исполнительным механизмом.
Приняв Py приложенной в точке А и перпендикулярно к (ОА), найдем (рис.3.9.) величину уравновешивающей силы для рассматриваемого механизма.
Рисунок 3.9 - К расчету ведущего звена
|
Таким образом, Py - необходимое воздействие двигателя на механизм в заданном положении его звеньев. P - величина переменная и зависит от положения звеньев механизма 
, режима его работы , масс звеньев, сопротивления обрабатываемой среды 
и т.д. На практике двигатель, развивая постоянную мощность, действует с одной и той же по величине силой Pдв на механизм, независимо от положения 
и в рабочий или холостой ход. Отсюда и 
, что и является одной из причин изменения скорости ведущего звена механизма, о чем будет изложено более подробно позже.
ТЕОРЕМА Н.Е. ЖУКОВСКОГО.
Пусть в точке С звена (АВ) (рис.3.10. а) приложена сила, 
- угол между направлением движения точки С 
и линией действия силы. Работа и мощность этой силы на элементарном перемещении точки ее приложения соответственно:
Рисунок 3.10 - К выводу теоремы Н.Е. Жуковского
Перенесем силу Р в одноименную точку повернутого на 90о плана скорости (рис.3.10.б) звена. Рассматривая этот план скорости как жесткий рычаг, напишем момент силы Р относительно полюса:
где hp - плечо силы P относительно p.
Из 
, тогда
Умножив обе части этого выражения на 
, получим:
 |
или
Таким образом доказана теорема Н.Е. Жуковского: мощность силы, действующей на звено, пропорциональна моменту этой силы, приложенной в одноименной точке повернутого на 90о плана его скорости, относительно полюса.