3.5. Замена механизма динамической моделью.

Динамическая модель обладает приведенной массой и нагружена приведенной силой, действие которой эквивалентно действию реальных масс и сил. В качестве динамической модели выбираем начальное звено механизма, то есть звено, c которым связана обобщенная координата. Для замены механизма динамической моделью необходимы два параметра: приведенный силовой фактор () и приведенный момент инерции ().

3.6. Построение графика работы.

Интегрируя приведенный момент сопротивления по углу поворота кривошипа, находится график работы сил сопротивления. Интегрирование производится методом прямоугольников. Для этого берется среднее значение между моментами сопротивления в текущем и предыдущем положениях механизма, умножается на угол в радианах, соответствующих повороту кривошипа из предыдущего положения в текущее, и складывается со значением, полученным для предыдущего положения кривошипа. Механизм рассматривается в установившемся режиме работы. Это означает, что суммарная работа движущих сил и сил сопротивления за цикл равна нулю.

Путем графического интегрирования графика строят график А_движ(φ). Его масштаб определяется по формуле , где К - отрезок интегрирования, мм.

Конечная ордината |А_СОПР|_Ц должна быть равна |A_ДВ|_Ц для установившегося режима движения и с учётом того, что M_СОПР^ПР = const, строится график А_ДВ(φ) в виде наклонной прямой линии. Дальнейшим графическим дифференцированием графика А_ДВ(φ) определяется величина M_СОПР^ПР .

3.7. График кинетической энергии.

График I_II^ПР(φ) может приближенно быть принят за график кинетической энергии второй группы звеньев T_II(φ). Действительно, T_II = I_II^ПР ₁² / 2.

Закон изменения ₁ еще не известен. Поэтому для определения T_II приближенно принимают ₁=_1СР , что возможно, т.к. величина коэффициента неравномерности δ = 1/46 – величина малая и тогда величину T_II можно считать пропорциональной I_II^ПР , а построенную кривую I_II^ПР(φ) принять за приближенную кривуюT_II(φ).

Масштаб графика T_II(φ): , где _ср =  n / 30 = 730 / 30 = 76,4 (1/с).

3.8. Определение закона движения кривошипа и расчет маховика.

Так как суммарная работа всех сил, приложенных к механизму, идет на изменение кинетической энергии, его график имеет такой же вид, как и график суммарной работы. Закон движения ведущего звена определяется кинетической энергией первой группы звеньев. Кинетическая энергия всего механизма равна сумме кинетических энергий первой и второй групп звеньев:

, .

Следовательно, вычитая из графика кинетической энергии всего механизма кинетическую энергию второй группы звеньев, строится график кинетической энергии первой группы звеньев. Значение кинетической энергии второй группы звеньев в масштабе работ приведены в таблице. Поскольку эти значения малы по сравнению с изменением суммарной кинетической энергией, ими можно пренебречь. Для обеспечения заданного коэффициента неравномерности вращения приведенный момент инерции первой группы звеньев должен быть равен

кгм²

Момент инерции маховика, находящегося на одном валу с кривошипом, равен его приведенному моменту инерции.

; ;

, - для чугуна.

, что не превышает размеров двигателя.

.

Закон движения кривошипа может быть определен из соотношения

Так как , график угловой скорости ₁ имеет такой же вид, как и график T₁.

Масштаб графика угловой скорости определяется по формуле

.

На графике проводится линия, проходящая через середину отрезка , соответствующая средней угловой скорости кривошипа. Расстояние от этой линии до оси абсцисс:

.

На этом расстоянии от линии проводится ось абсцисс '', относительно которой график кинетической энергии первой группы звеньев будет являться и графиком изменения угловой скорости вращения кривошипа за один цикл установившегося движения механизма.

Выводы: рассчитан маховик, обеспечивающий заданную неравномерность вращения ; получен закон движения звена приведения.