Силовой анализ механизма заключается в нахождении неизвестных сил и моментов, приложенных к каждому звену исследуемого механизма, в частности реакции в кинематических парах.

Чтобы выполнить силовой расчет необходимо определить внешние силы и моменты сил действующих на звенья механизма (движущая сила, силы полезного сопротивления, силы тяжести или сопротивление среды).

Возникновение реакции в кинематических парах обусловлено не только воздействием внешних сил, но и движением звеньев с ускорениями.

Расчет ведем по методу Д^'Аламбера, который формулируется следующим образом:

Если к внешним силам, действующим на механические системы, прибавить силы инерции, то такую систему можно рассматривать условно находящуюся в равновесии.

Целью данного раздела является определение реакции в кинематических парах. Расчет ведется в порядке обратном кинематическому анализу, т.е. расчет начинаем с группы наиболее удаленной от ведущего звена.

2.1 Вычерчиваем в масштабе  кинематическую схему механизма соответствующую min и max значениям приведенного момента М_с^пр сил сопротивления:

,

где ОА – отрезок произвольно взятый на чертеже, мм.

Принимаем

2.2 Составляем векторное уравнение для определения скорости в точке В.

;

,

где  – абсолютная скорость точки А.

 м/сек;

 – относительная скорость точки В, направленная перпендикулярно шатуну АВ.

 – относительная скорость точки В, направленная вдоль ползуна.

Определяем масштаб плана скоростей:

 ;

 – произвольно взятый отрезок 150 мм.

Строим план скоростей и с его помощью определенной скорости точек механизма и угловую скорость звена.

 м/с

 м/с

 м/с

 c^-1.

2.3 Для определения ускорений составляем систему векторов ускорений:

,

где  – ускорение точки А.

Ввиду того, что ∆w_max мала, принимаем, что кривошип вращается с постоянной угловой скоростью w₁= const.

Угловое ускорение кривошипа , тогда .

 м/с^-2;

 м/с^-2;

 – вектор ускорения точки В_о принадлежит стойке

 – вектор Кориолисова ускорения;

 – вектор относительного ускорения, известен только по направлению.

Определяем масштаб плана ускорений по формуле:

где  − выбираем произвольно.

Построение плана ускорений помогает определить абсолютные и относительные ускорения точек и угловые ускорения звеньев механизма для выбранных положений.

 м/с ^-2;

 м/с^-2;

 м/с^-2;

 с^-2

2.4 Определяем величины главных векторов сил инерции Р_и и его главных моментов М_и:

 H;

 H;

.

Момент сил инерции M_u2 заменим парой сил

 Н

2.5 Определяем реакции в кинематических парах методом плана сил. Для этого вычерчиваем в масштабе _l группу Ассура и прикладываем к ней силу Р; силы тяжести G₂ и G₃ и силы инерции Р_и2 и Р_и3; моменты сил инерции M_u2, реакцию R₀₃; реакцию кривошипа на шатун R₁₂, которую раскладываем на нормальную и тангенциальную.

Реакцию  определим из уравнения равновесия моментов сил действующих на звено 2 (шатун АВ) относительно точки В.

В уравнении берем слагаемые со знаком «+», если момент создаваемый силой направлен против часовой стрелки, и со знаком «–», если по часовой стрелки.

Записываем векторное уравнение всех сил:

Значения сил

Таблица 5.

Положения механизма
3	16500	295	54	619	17246	54	514	3200	16700

Неизвестные реакции  и  определим графическим построением плана сил в масштабе:

;