6/01/2024

Cиловой анализ плоских рычажных механизмов векторным методом

Авторы: Котов А.В.

Представлен аналитический метод силового анализа плоских рычажных механизмов с одной степенью свободы, основанный на векторном методе. На примере двухповодковой структурной группы изложена методика нахождения векторов реакций во всех ее кинематических парах, сохраняя при этом наглядность и последовательность решения присущую графоаналитическому методу планов сил. Дается оригинальное аналитическое описание для нахождения векторов тангенциальных и нормальных составляющих реакций в кинематических парах. Применение предложенного метода силового анализа позволяет находить вектора реакций в кинематических парах без составления и решения сложных систем уравнений равновесия или графического построения. Адаптация предложенного силового анализа в современных математических пакетах позволяет в короткие сроки и с высокой точностью проводить исследование плоских рычажных механизмов с одной степенью свободы.

Введение

Как известно силовой анализ любого рычажного механизма состоит в определении реакций в его кинематических парах, а также для ряда задач в определении уравновешивающей силы или момента, приложенных к начальному звену. Знание реакций в кинематических парах механизма имеет большое практическое значение для расчетов звеньев на прочность, жесткость, долговечность и др. подобных расчетов.

В учебной практике наибольшее распространение получили графоаналитические методы силового анализа рычажных механизмов [1, 2]. Однако, несмотря на свою наглядность, доступность и простоту главным недостатком данных методов является их относительно невысокая точность. Именно поэтому с развитием в инженерной практике компьютерных технологий, графоаналитические методы анализа рычажных механизмов практически полностью уходят на второй план, уступая место различным аналитическим методам и программным комплексам динамического анализа систем твердых тел (MSC.ADAMS, RECURDYN, EULER и др.), принцип работы которых предполагает автоматизированное нахождение реакций в кинематических парах механизма.