4.1 Построение диаграммы приведённых моментов и движущих сил

С помощью ЭВМ было рассчитаны диаграммы приведённых моментов сопротивлений и движущих сил (смотреть приложение 1).

Таблицу 4.1 Значения момента сил движущих

№ положения
1	2.5	14179	0
2	2.2	12477.5	350.8
3	1.45	8223.8	373.8
4	0.85	4821	227.7
5	0.45	2552.2	93
6	0.25	1418	27.4
7	0.1	567.2	0
8	0.01	57	-1.6
9	0.05	283.6	-11.2
10	0.1	567.2	-27.8
11	0.27	1531.3	-70.5
12	0.5	2836	-80.2
13	0.6	3403	0

Приведенный момент сопротивления имеет отрицательное значение когда газы в цилиндре препятствуют движению поршня, т.е. когда сила давления газа противоположна скорости движения поршня.

4.2 Построение диаграммы работ и диаграммы изменения кинетической энергии

Масштаб по оси ординат выбираем , масштаб по оси абсцисс при длине диаграммы мм.

С помощью ЭВМ была рассчитана диаграмма работ (смотреть приложение 1). Масштаб по оси ординат выбираем

Так как приращение кинетической энергии.

то для построения диаграммы приращения кинетической энергии или избыточной работы необходим из ординат диаграммы работы сил сопротивления вычесть ординаты диаграммы работы движущих сил.

Масштабы по координатным осям остаются те же, что и для диаграммы работ.

4.3 Определение приведенного момента инерции маховика.

Для звена, совершающего поступательное движение (ползун), кинетическая энергия

где масса звена;

скорость поступательное движения.

Для звена, совершающего вращательное движение (кривошип, коромысло), кинетическая энергия

где момент инерции относительно оси вращения ;

угловая скорость звена.

Кинетическая энергия звена, совершающего сложное плоскопараллельное движение (шатун, тяга), равна сумме кинетических энергий поступательного движения с центром масс и вращательного движения вокруг центра масс. Следовательно.

где скорость центра масс звена;

момент инерции относительно оси, проходящей через центра масс звена.

Складывая кинетические энергии всех звеньев, получим полную кинетическую энергию механизма.

В нашем примере полная кинетическая энергия механизма.

Выражение в квадратных скобках представляет собой приведенный к начальному звену момент инерции механизма.

С помощью ЭВМ были получены данные (Смотреть приложение 1).

Приведенный момент инерции для 13-ти положений механизма.

Таблица 4.2 Приведённый момент инерции

№	A	B	C	IP	DIP
1	0.001795	0.000695	0.000000	0.002490	-0.000000
2	0.002541	0.000528	0.000472	0.003541	0.003466
3	0.003849	0.000180	0.001233	0.005262	0.002309
4	0.004197	0.000000	0.001325	0.005523	-0.001269
5	0.003354	0.000180	0.000781	0.004316	-0.002834
6	0.002260	0.000528	0.000215	0.003002	-0.001898
7	0.001795	0.000695	0.000000	0.002490	-0.000000
8	0.002260	0.000528	0.000215	0.003002	0.001898
9	0.003354	0.000180	0.000781	0.004316	0.002834
10	0.004197	0.000000	0.001325	0.005522	0.001269
11	0.003849	0.000180	0.001233	0.005262	-0.002309
12	0.002541	0.000528	0.000472	0.003541	-0.003466
13	0.001795	0.000695	0.000000	0.002490	-0.000000

По данным таблицы строим диаграмму момента инерции механизма в функции угла поворота начального звена. Принимаем масштаб

Методом исключения общего параметра из диаграммы и строим диаграмму неравномерности движения и средней угловой скорости

определяем углы , образуемые касательными к диаграмме энергомасс с осью абсцисс.

Построив стороны этих углов и перенеся их параллельно самим себе до момента касания с кривой энергомасс соответственно сверху и снизу получим на оси отрезок заключенный между этими касательными.

По отрезку определяем момент инерции маховика.

Обычно маховик имеет форму колеса с тяжелым ободом, соединенным со ступицей с помощью спиц, либо форму сплошного дичка.

Диаметр маховика с тяжелым ободом может быть определен формуле

где удельный вес материала маховика (чугун);

и отношение ширины и высоты обода к диаметру маховика. Из конструктивных соображений принимаем: и

Диаметр маховика выполненного в виде сплошного диска определяется по формуле.

Для рассматриваемого примера конструкцию маховика примем в виде сплошного диска. Принимаем . Тогда

Маховый момент

Тогда масса маховика

и ширина обода