Условие задачи
Найти приведенный момент инерции кривошипно-ползунного механизма (звеномприведения является кривошип) (рис. 4).
Масса кривошипа 1 = 1 кг; масса шатуна
= 2 кг; масса ползуна 3
= 3 кг; момент инерции кривошипа 1 относительно оси, проходящей через кинематическую пару А,
; момент инерции шатуна 2 относительно оси, проходящей через центр масс шатуна
В точке шатуна приложена сила
, направленная вертикально вверх, и равная по модулю
; к ползуну приложена сила
, направленная горизонтально вправо, и равная по модулю
.
Скорость центра масс кривошипа 1, к которой приложена сила тяжести
, направлена под углом
к силе, а модуль скорости равен:
; скорость точки
шатуна 2, к которой приложена сила
, направлена под углом
к силе, а модуль скорости равен:
; скорость центра масс
шатуна 2, к которой приложена сила тяжести
, направлена под углом
к силе, а модуль скорости равен:
; скорость ползуна 3, к которой приложена сила
, направлена под углом
к силе, а модуль скорости равен:
Очевидно, что угол между силой тяжести и скоростью ползуна
равен
Рис. 4. Замена кривошипно-ползунного механизма динамической моделью
Ответ
Звеном приведения является кривошип АВ, точкой приведения - точка В.
Приведенный момент инерции может быть определен по формуле:
,
где Еi - сумма кинетических энергий звеньев, массы которых приводятся к звену приведения; п = 1- угловая скорость звена приведения (кривошипа АВ), или в развернутом виде: