3.4. Динамічний синтез шрм

Метою динамічного синтезу механізму є визначення параметрів махового колеса, необхідних для забезпечення заданого коефіцієнта нерівномірності руху механізму =0,015, що забезпечується також величиною наведеного моменту інерції додаткових мас.

3.4.1. Зведений момент сил опору

В завданні на курсовий проект задано діаграму сил корисного опору. Вона побудована в масштабі . З цієї діаграми визначаємо значення сили опору в кожному положенні механізму. Наприклад, для першого і п’ятого положень будемо мати:

Аналогічно знаходимо значення сил опору для інших положень. Отримані дані заносимо до таблиці 3.5.

Приведемо сили корисного опору (рушійні сили) до початкової ланки, виходячи з умови рівності потужностей наведеного моменту та рушійних сил. Для цього обчислюємо значення зведених моментів сил опору за формулою для першого положення:

.

Знак „–” вказує на те, що зведений момент сил корисного опору направлений в бік, протилежний обертанню кривошипа.

Величини відрізків, що зображують на плані швидкостей швидкості точок С та D, можна взяти з таблиці 3.1. Отримані дані зводимо у таблицю 3.5. За даними таблиці 3.5 будуємо діаграму . Приймаємо масштаб моментів

і масштаб кутів повороту кривошипа:

.

Інтегруючи графічно діаграму , отримуємо діаграму робіт сил корисних опорів. Масштаб діаграми робіт:

.

(інтегрування проводиться аналогічним чином до інтегрування графіків при визначенні закону руху штовхача в кулачкових механізмах, описаного в розділі 6 даного курсового проекту).

_{Припустимо, що зведений момент} М_р рушійних сил має постійну величину у всіх положеннях головної ланки. Величину постійного зведеного моменту рушійних сил визначаємо на основі закону передачі руху при усталеному русі машини (за період одного оберту кривошипу робота рушійних сил дорівнює роботі сил опору). За цієї умови діаграма робіт рушійних сил буде являти собою пряму, що з’єднує початок координат з кінцевою точкою діаграми . Переносимо паралельно цю пряму на діаграму моменту корисних опорів з’єднавши її з полюсом і про інтегрувавши, отримуємо графік

Продиференціювавши діаграму , отримаємо пряму, паралельну осі абсцис, яка є діаграмою зведених моментів рушійних сил.

Додаємо алгебраїчно ординати діаграм та :

,

(робота сил опору завжди від’ємна).

Отримані відрізки відкладаємо вниз і вгору від осі. З’єднавши одержані точки плавною лінією, отримаємо графік приросту кінетичної енергії машини з маховиком. Масштаб цієї діаграми:

.

Визначення зведеного моменту інерції

Розрахункова формула для зведеного до початкової ланки моменту інерції механізму має вигляд: ,

де - зведений момент інерції i-ї ланки механізму, що в загальному випадку визначається за формулою: ,

де ₁ - кутова швидкість початкової ланки;

_i - кутова швидкість i-ї ланки;

- швидкість центру мас i-ї ланки;

m_i - маса i-ї ланки;

- центральний момент інерції i-ї ланки.

де q=0,015кг/мм – питома вага ланки (за завданням).

Визначаємо маси ланок:

,

Для нашого механізму отримуємо наступні формули для розрахунку зведених моментів інерції ланок, для першого положення:

;

де - момент інерції ланки 1 відносно осі обертання – O₂, який визначається за формулою:

;

де - момент інерції ланки 5 відносно осі обертання – O₃:

,

Враховуючи вищесказане, запишемо формулу для визначення зведеного моменту інерції нашого механізму:

За цією формулою знаходимо значення наведених моментів інерцій всього механізму - . Виконаємо розрахунок для першого положення

Так же само розраховуються зведені моменти інерції і для інших положень. Отримані значення заносимо до таблиці 3.6.

За отриманим даними будуємо графік =f() при _J=0,0006  та _=0,05 .

Таблиця 3.5 Визначення зміни кінетичної енергії механізму

№ п	0	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12
,Н	700	700	700	0	0	500	500	500	0	0	0	700	700
, Н·м	26,3	26,3	26,3	0	0	18,75	18,75	18,75	0	0	0	26,3	26,3
Ак.о , Дж	0	4,2	8,1	8,1	8,1	8,1	11,1	12,3	12,3	12,3	12,3	12,3	18
Ар , Дж	0	1,5	3	4,5	6	7,2	9	10,3	12	13,5	15	16,5	18
Е, Дж	0	-3	-5,1	-4,2	-1,8	-0,6	-1,8	-3,6	-1,8	-0,3	1,2	3	0

Таблиця 3.6 Визначення зведеного моменту інерції

№ п	0	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12
VA1 м/с	2,4	2,4	2,4	2,4	2,4	2,4	2,4	2,4	2,4	2,4	2,4	2,4	2,4
[pa]	0	54	54	54	54	54	54	54	54	54	54	54	54
[pc]	0	60	60	60	60	60	60	60	60	60	60	60	60
[bc]	0	12	12,5	13	20	24	29	36	39	43	42	41,5	42
ω рад/с	100	100	100	100	100	100	100	100	100	100	100	100	100
VA м/с	0	0,07	0,24	0,25	0,28	0,31	3,2	0,3	0,28	0,2	0,15	0,13	0,08
	30	30	30	30	30	30	30	30	30	30	30	30	30
	0	62	64	65	61	61	62	63	62	59	30	21	0
	0	75	76	77	75	68	64	60	52	42	32	21	0
	150	160	162	165	152	159	170	165	166	152	149	155	145
	160	175	173	175	178	180	176	173	171	168	162	158	152
	340	502	505	512	496	498	502	491	481	451	403	385	327