3. Проектирование маховика как регулятора движения системы

Совместным решением зависимостей Т=Т() и J=J() при исключении углового параметра (выполнено графически на листе 1 ТММКПР диаграмма Виттенбауэра) получаем функцию Т=Т(J), графически представляемую диаграммой Ф. Виттенбауэра. Построением к ней внешних касательных с наклонами к оси моментов инерции под углами _max и _min определяем на оси Т отрезок tt=12,45 мм, изображающий часть избыточной энергии, соответствующей постоянной части приведенного момента инерции системы, включая маховик.

tg _max0,5 (_J/_T)(1)²0,15/(2*10,48)(1+0,08)*8²  0;

_max=26.

tg _min=0,5 (_J/_T)(1)²0,15/(2*10,48)*(1-0,08)*8²14;

_min=22.

Момент инерции маховика

J_м_T (tt)/(²),

где  и  – заданы в качестве исходных величин для проектирования,

J_м10,4812,45/[0,088^] 25,48 кг·м²;

Учитывая, что часть момента инерции приходится на ступицу и спицы махового колеса, момент инерции обода маховика

J_об=0,9*J_м; J_об=0,925,48=22,932 кг·м².

Представляя обод маховика в виде кольца с массой, условно сосредоточенной на расчетном диаметре маховика D_м, определяем размеры поперечного сечения обода шириной b и толщиной h. Диаметром обода задаемся как ориентировочным

D_м=10 r_A=100,1=1 м.

Масса обода на этом диаметре

m_об = 4J_об/D_м^  22,93/1^ = 91,73 кг

. Рассчитываем размеры h и b.

Принимаем вариант с диаметром обода D_м=1 м, поперечными размерами bxh=78х52 мм и проверяем маховик на критическую скорость. Окружная скорость на расчетном диаметре

V = _D_м/2 = 81/2 = 4 м/с,

что меньше критической скорости v_кр36 м/с для маховика из серого чугуна.

4. Кинетостатический анализ механизма

4.1 Расчеты скорости и ускорения начального звена

Рассчитываем угловую скорость кривошипа в заданном положении 8 (выделено было на плане положений в кинематическом исследовании) в такте рабочего хода механизма и при _=8 рад/с в начале цикла, как предписано заданием. Формула (5) в таком случае получает вид

₍₈₎ ;

₍_ = = 7,93 рад/с.

Угловое ускорение _ начального звена рассчитываем по дифференциальному уравнению движения для того же положения механизма

(7)

где - значение производной в этом же 8-м положении с учетом знака, полученное по графику дифференцированием приведенного момента инерции на участке ряда положений, включая расчетное положение механизма.

где k - отношение изображений в миллиметрах искомой производной в расчетном положении к принятому в дифференцировании полюсному расстоянию. По рис.4.

Алгебраическую сумму моментов приведенных движущих сил и сил сопротивлений в положении 8 определяем по графику моментов сил с учетом масштаба.

По формуле (7)

Далее в данном (8-м) положении механизма с вычисленным ускорением _ кривошипа строим масштабный план ускорений (см план ускорений л.2 ТММ КПР),что позволит определить векторы сил инерций и моменты сил инерций звеньев для кинетостатического анализа механизма.