5. Расчет маховика

Построение диаграмм приведенных моментов сил движущих и сил полезного сопротивления, работ сил движущих и сил

полезного сопротивления, приращение кинетической энергии машины. Используя формулу, определяем приведенный к валу кривошипа 1 момент от сил полезных сопротивлений:

М^с_п = 1/со_г- Р_пс • V_B • cos{P_nc • V_B)

Таблица 4 № полож.	Мпс (Н-м)	Мсп Им (мм)	А: на (мм)	/1а На (мм)	AT На (мм)	ТЦ (Дж)	111 На (мм)	ATi На (Дж)
0	0	0	0	0	0	58,39	2,6	-2,6
1	0	0	0	14,6	14,6	220,61	10,0	4,6
2	0	0	0	30,0	30,0	310,78	14,1	15,9
3	0	0	0	45,5	45,5	148,0	6,7	38,8
4	0	0	0	60,5	60,5	58,39	2,6	57,9
5	-800,7	-70,8	15,5	76,0	60,5	148,0	6,7	53,8
6	-1355,8	-120	57,5	92,0	34,5	310,78	14,1	20,4
7	-1124,7	-99,5	103,0	107,0	4,0	220,61	10,0	-6,0
8	0	0	122,5	122,5	0	58,39	2,6	-2,6

где Р_пс - сила полезных сопротивлений, Р_пс = 18573 Н, V_B - скорость точки приложения силы Р, со₁ - угловая

скорость входного звена, cos(P[~iq • vg) - угол между векторами

Мм = ^и max I У max ^ 1355,8 / 120 = 1 1,3 (Н-М / ММ) Масштаб по оси (р

Иср= 2п / х = 6,28 / 160 = 0,039 (1 /мм)

по вычисленным значениям строим диаграмму = /(<Pi) в масштабе ц_м =11,3 (Н-м /мм)

Методом графического интегрирования строим диаграмму работ сил движущих. Для этого выбираем полюсное расстояние Н = 50 мм. Через средины интервалов 0-1,1-2, ....7 - 8 проводим перпендикуляры к оси абсцисс (штриховые линии). Точки пересечения этих перпендикуляров с диаграммой = /(<Pi) проектируем на ось ординат и соединяем найденные точки 1, 2...8 и тд. далее с полюсом Р. Из начала координат диаграммы А = /(<pi) проводим прямую, параллельную лучу р -1 , получаем точку . Из точки проводим прямую, параллельную лучу р -2 и. т.д.

Масштаб диаграммы работ определяем по формуле

Мл = Мм ' Мср ' Н = 11,3- 0,039 • 50 = 22,035 Дж/мм

<

Так как М^ = const, то диаграмма работ А_пс = / р_г) есть прямая линия. Кроме того, при установившемся движении за цикл работа движущих сил равна работе всех сопротивлений. На основании вышеизложенного соединяем начало координат 0 диаграммы А{(р_г) с точкой 8 прямой линией, которая и является диаграммой А_пс ~ / (^j. Если графически продифференцировать эту диаграмму, то получим прямую, параллельную оси абсцисс. Эта прямая является диаграммой приведённых моментов сил полезного сопротивления М*\(р_г). Для построения диаграммы приращения кинетической энергии машины AT = /(<р,) следует вычесть алгебраически из ординаты диаграммы ^AcOi) ординаты диаграммы АдОрД т.е. ординаты

диаграммы АТ(ср_г) равны соответственно ординатам диаграммы.

= А_изб=А_Д-А_с, АТ = ГВ((р_г), (5) = (3) — (2)

Построение диаграмм кинетической энергии, приведённого момента инерции звеньев механизма и энергомасс. Определение момента инерции

маховика.

Кинетическая энергия механизма равна сумме кинетической энергий его звеньев, т.е.

Т = T_t + Т₂ + Т₃

где Т_г = Y_S1 -0)1 /2 = 0,0035 • 90² / 2 = 14,2 Дж.

Величина постоянная во всех положениях механизма;

72 — *S2 ' ^ш2 / 2 + тп₂ • V_S2 / 2 - кинетическая энергия шатуна ЛБ;

Т₃ = т₃ • \ / 2 - кинетическая энергия поршня. Определяем кинетическую энергию звеньев второй группы (без учета первого звена):

Г_(| = Т₂+ Т₃ = 0,5 ( m₂V_s²₂ + Y_S2 + m₃Vg ) = Дж.

Результат вносим в таблицу 5.

Строим диаграмму кинетической энергии механизма № 7 в масштабе - fi_A = 22,035 Дж/мм, которая одновременно является и диаграммой приведённого момента инерции ^п = /Oi), построенная в масштабе \i_x = 0,001 кг • м²/мм. Строим график изменения кинетической энергии звеньев первой группы, для чего из ординат графика (5) вычитаем ординаты графика (6) и получаем ординаты графика (7). Строим график.

I

Определяем максимальное изменение кинетической энергии звеньев первой группы.

^ATi max = • (АВ) = 22,035 • 274 = 6037,59 Дж.

Определяем приведённый момент инерции звеньев первой группы:

Y_nl = АТ_{г тах} / (а>\ • 5) = 6037,59 / (90² • 0,1) = 7,4 кг • м² Определяем момент инерции маховика.

Y_M = Y_ul- Y_S1 = 7,4 -0,0035 = 7,396 кг • м²

Y_S1 = 0,3т₁ • 1^г_0А = 0,3 • 2,2 • (0,073)² = 0,0035 кг ■ м²

Определяем размеры и массу маховика.

Согласно выражениям определяем диаметр маховика, его массу и ширину.

D = 0,415 = 0,464 \fZ396 = 0,696 м - диаметр маховика d = 0JD = 0,7 • 0,696 = 0,487 м.

= 0,25D = 0,25 • 0,696 = 0,174 м - ширина маховика

d_CT = 0,15D = 0,15 • 0,696 = 0,104 м.

t

Ъ = 0.15D = 0,15 • 0,696 = 0,104 м. Ь_г = 0,8b = 0,8 • 0,104 = 0,083 м. Ь_СТ =1,5Ъ = 1,5 • 0,104 = 0,156 м. Ь₂ = 0,6Ь_г = 0,6 • 0,083 = 0,0498 м.Масса маховика

т = (5,37 • Y_M) / D² = (5,37 • 7,396) / (0,696)² = 82 к

гСписок использованной литературы.

Теория механизмов и машин: Учеб. для вузов/ К.В.Фролов, С.А.Попов, А.К.Мусатов и др.; Под ред. К.В.Фролова, 2-е изд., перераб. И доп.-М.: Ввтсш. Шк., 1998,- 496 с: ил.

Теория механизмов и машин: Методические указания по изучению дисциплины и выполнению курсового пректа/Всесоюзн. С- х. ин-т заочного образования; Сост В.А.Пономарев. М., 1989.83 с.

Курсовое проектирование по теории механизмов и механике машин . Учеб. Пособие для вузов/Под ред. К.В.Фролова.-3-е., стер.-М.: Ввтсш. Шк., 1999.-351 с