1.7. Определение необходимого момента инерции маховых масс первой группы.

Необходимый момент инерции маховых масс первой группы звеньев, обеспечивающий заданный коэффициент неравномерности определяем по методу Мерцалова Н. И.

Используя программу MathCAD, находим наибольший максимум и наименьший минимум, разность между которыми позволяет найти наибольший размах изменения кинетической энергии

Необходимый для обеспечения заданного закона движения момент инерции маховых масс первой группы звеньев получаем:

1.8. Построение диаграммы угловой скорости.

Из соотношения при принятых допущениях (мал,) следует, что изменение угловой скоростипропорционально изменению кинетической энергииI группы звеньев . Тогда колебания угловой скорости кривошипа вычисляются по формуле:. Выражение для вычисления угловой скорости имеет вид. Воспользовавшись программойMathCAD, строим график угловой скорости:

1.9. Выбор электродвигателя.

Выбор электродвигателя проводится в Приложении 1

1.10. Определение размеров и массы маховика.

Наружный диаметр

Внутренний диаметр

Ширина обода

Масса обода

2. Силовой расчет механизма

Задача силового расчёта: определить реакции в кинематических парах механизма и движущий момент на входном звене механизма, при известных моменте сопротивления и кинематических характеристиках.

При силовом расчете механизмов используется кинетостатический метод: в любой момент времени для всякой несвободной механической системы геометрическая сумма главных векторов внешних сил, реакций связей и сил инерции материальных точек системы равна нулю и геометрическая сумма главных моментов внешних сил, реакций связей и сил инерции материальных точек системы относительно любого неподвижного центра также равна нулю.

2.1. Исходные данные для расчета.

Положение механизма задается угловой координатой начального звена 1. Угловая скорость, соответствующая координате силового расчета, берется с первого листа проекта:

Угловое ускорение в данном положении определяется следующим образом:

,

При помощи программы Mathcad для заданного положения механизма определяем угловое ускорение первого звена:

.

Отрицательное значение углового ускорения говорит о том, что оно направлено против часовой стрелки. График углового ускорения приведен в Приложении 1.

На листе вычерчивается схема механизма в заданном положении при в масштабе, на схему наносятся внешние силы, действующие на звенья механизма.

2.2. Нахождение ускорений звеньев в заданном положении.

Определяем в программе MathCAD ускорения всех точек:

Строим план ускорений в масштабе .

2.3. Определение сил тяжести, сил и моментов сил инерции, действующих на звенья.

Силы тяжести, действующие на механизм:

Силу резания , действующую на механизм, определяем по графику, построенному с помощью средыMathCAD (Приложение 1). Сила резания, действующая на механизм в положении :

Силовой расчет проводим графическим способом по методу кинетостатики. Ко всем реально действующим силам добавляем силы инерции. Определим силы и моменты инерции звеньев механизма.

Главный вектор сил инерции i – того звена определяется по формуле:

, где ускорение центра тяжестиi–того звена, m_i –масса i–того звена. Следовательно, силы инерции звеньев 4 и 5:

Главный момент сил инерции действующий на i-тое звено определяется по формуле, Н·м:

где - угловое ускорениеi-того звена; -момент инерции звена относительно оси, проходящей через центр тяжести и перпендикулярно плоскости движения звена.

Главные моменты сил инерции звеньев 1, 3 и 4: