3. Расчет маховика.
Расчет маховика заключается в определении его момента инерции Iм при заданных коэффициенте неравномерности движения механизма =0,06 и средней угловой скорости ведущего звена ср= 21 с-1.
Расчет будем проводить по методу Н. И. Мерцалова и К. Э. Рериха.
Для расчета механизм заменяют динамической моделью – звеном, к которому приводятся массы и моменты инерции масс всех звеньев, а также силы и моменты сил, действующие на механизм. Это звено называется звеном приведения.
В качестве звена приведения выберем кривошип, тогда п = ср = 21 с-1
3.1 Построение диаграммы приведенного момента сопротивления.
Приведенный момент – это такой условный момент, который, будучи приложен к звену приведения, развивает мгновенную мощность равную сумме мгновенных мощностей всех сил и моментов, действующих на механизм.
Для определения приведенного момента сопротивления применяют метод возможных перемещений. При этом силы инерции и моменты инерции звеньев не учитывают, так как рассматривается безмассовый скелет механизма со всеми приложенными к нему нагрузками. Массы звеньев будут учтены при определении приведенного момента инерции Iп .
Так как на механизм не действуют моменты сил, то
, (35)
где – приведенный момент сопротивления, нм
масштабный коэффициент плана скоростей,
– сила, действующая на механизм, Н
– проекция скорости точки приложения силы на направление этой силы, мм
– угловая скорость звена приведения, = 21 с-1
Результаты вычисления приведенного момента сопротивления и ординаты диаграммы приведены в таблице 3.1 (G2, G3, G3’, G5 смотри в таблице 2.1, а значения Fпс берутся с диаграммы сил полезного сопротивления (смотри пункт 3.7))
Таблица 3.1
|
Fпс, н |
мм |
мм |
мм |
мм |
мм |
нм |
мм |
0 |
0 |
0 |
26,75 |
0 |
0 |
0 |
41,94 |
5,24 |
1 |
0 |
0 |
32,43 |
3,16 |
9,14 |
3,82 |
65,33 |
8,17 |
2 |
0 |
0 |
33,79 |
9,86 |
15,75 |
5,86 |
79,94 |
9,99 |
3 |
1794,33 |
0 |
27,43 |
15,24 |
16,83 |
6,37 |
-210,44 |
-26,31 |
4 |
4677,17 |
-22,05 |
12,56 |
15,38 |
13,62 |
4,58 |
-443,72 |
-55,465 |
5 |
6386,33 |
-10,87 |
-6,63 |
10,45 |
8,14 |
2,37 |
-324,16 |
-40,52 |
6 |
7000 |
0,96 |
-25,78 |
0,97 |
0,72 |
0,21 |
-70,9 |
-8,86 |
6’ |
7000 |
0 |
-27,27 |
0 |
0 |
0 |
-42,76 |
-5,35 |
7 |
0 |
0 |
-39,84 |
-10,57 |
-8,15 |
-2,34 |
-79,31 |
-9,91 |
8 |
0 |
0 |
-41,19 |
-17,26 |
-15,3 |
-5,16 |
-95,72 |
-11,97 |
9 |
0 |
0 |
-27,39 |
-15,5 |
-17,57 |
-6,7 |
-76,87 |
-9,61 |
10 |
0 |
0 |
-6,09 |
-8,86 |
-14,77 |
-6,01 |
-35,56 |
-4,45 |
11 |
0 |
0 |
14,23 |
-2,85 |
-8,4 |
-3,52 |
9,03 |
1,13 |
Вычислим масштабные коэффициенты диаграммы.
Масштабный коэффициент приведенного момента сопротивления вычисляется по формуле:
, (36)
где – масштабный коэффициент приведенного момента сопротивления,
– приведенный момент сопротивления, нм
l – длина отрезка по оси ординат, мм
Масштабный коэффициент угла поворота кривошипа вычисляется по формуле:
, (37)
где – масштабный коэффициент угла поворота кривошипа,
– угол поворота кривошипа, рад
l – длина отрезка по оси абсцисс, мм