Кинетостатика механизмов
Кинетостатика механизмов, раздел теории машин и механизмов, в котором методом так называемого силового расчёта определяют реакции элементов кинематических пар механизма при условии, что закон его движения известен (см. Машин и механизмов теория). Методами К. м. пользуются при проектировании новых машин для расчётов их на прочность.
Если ко всем внешним силам, приложенным к звеньям механизма, добавить силы инерции, то на основании Д'Аламбера принципа весь механизм в целом и отдельные его части условно можно рассматривать находящимися в состоянии равновесия. Поэтому при определении сил, действующих на механизм (реакций), пользуются уравнениями статики (см. Статика механизмов). Системы уравнений составляют для частей механизма - звеньев и кинематических пар. Число неизвестных реакций равно числу уравнений. Подобные системы в механике называют статически определимыми. Силовой расчёт механизма ведут последовательно для кинематических пар, начиная с группы, наиболее удалённой от начального звена механизма. Например, механизм (рис., а) состоит из начального звена 1 и кинематических пар, содержащих звенья 2-3 и 4-5. К звеньям приложены силы P1, Р2, Р3, Р4, включая инерционные нагрузки, и моменты M1, М2, M5. Для силового расчёта рассматривают вначале группу 4-5 механизма (рис., б). Действие звеньев 6 и 2 на группу заменяют искомыми реакциями P24 и P65, которые разлагаются на нормальные составляющие n24 и n65 и тангенциальные составляющие SYMBOL 116 f "Symbol" s 12t24 и SYMBOL 116 f "Symbol" s 12t65. Тангенциальные составляющие определяются из уравнений сумм моментов относительно точки Е для каждого из звеньев 4 и 5. Нормальные составляющие n24 и n65, а следовательно, и полные реакции P24 и P65 определяют из векторного уравнения равновесия группы
4 + t24 + n24 + n65 + t65 = 0
Для решения векторного уравнения строят многоугольник сил (см. Верёвочный многоугольник). Реакцию 45 = - 54 определяют из векторного уравнения равновесия сил на одном из звеньев 4 или 5. Затем рассматривают группу 2-3, на которую, кроме заданных сил, действует найденная реакция 42 = - 24. При рассмотрении равновесия начального звена 1 определяют реакцию 61 и уравновешивающий момент My, приложенный к этому звену, необходимый для обеспечения заданного закона движения начального звена.
При учёте сил трения в кинематических парах к системе уравнений добавляют ещё одно независимое уравнение. После определения реакций вычисляют силы трения в парах и повторяют расчет, принимая во внимание силы трения как внешние силы, приложенные к звеньям, то есть находят уточненные реакции в первом приближении. Расчет можно повторить с учетом определенных сил трения. Практически первого приближения бывает достаточно. При силовом расчёте многозвенных пространственных механизмов метод и последовательность кинетостатического исследования сохраняются, однако решение получается более громоздким.
Лит. см. при ст. Машин и механизмов теория.
? И. И. Артоболевский, А. П. Бессонов.