3.2 Построение диаграммы работ сил сопротивления и движущих сил.

Диаграмма работ сил сопротивления строится графическим интегрированием диаграммы приведенного момента сопротивления.

Масштабный коэффициент диаграммы работ сил сопротивления вычисляется по формуле:

, (38)

где – масштабный коэффициент диаграммы работ сил сопротивления и движущих сил,

– масштабный коэффициент приведенного момента сопротивления,

– масштабный коэффициент угла поворота кривошипа,

Н – отрезок на оси абсцисс диаграммы приведенного момента сопротивления, мм.

Для построения графика работ движущих сил достаточно соединить начало координат с точкой графика работ сил сопротивления, соответствующей концу цикла.

Ординаты диаграммы работ сил сопротивления и движущих сил приведены в таблице 3.2

3.3 Построение диаграммы избыточной энергии механизма.

Складывая ординаты диаграммы работ сил сопротивления (А_сопр) и движущих сил (А_движ) со своими знаками, получают ординаты диаграммы «избыточной» энергии механизма.

Масштабный коэффициент диаграммы «избыточной» энергии механизма:

Ординаты диаграммы «избыточной» энергии механизма приведены в таблице 3.2

Таблица 3.2

	Адвиж, мм	Асопр, мм	Т, мм
0	0	0	0
1	5,91	3,27	9,18
2	11,82	8,21	20,03
3	17,73	9,53	27,26
4	23,64	-15,11	8,53
5	29,55	-40,34	-10,79
6	35,46	-54,9	-19,44
7	41,37	-58,09	-16,72
8	47,28	-63,69	-16,41
9	53,19	-69	-15,81
10	59,1	-72,38	-13,28
11	65,01	-72,86	-7,85
12	70,92	-70,92	0

3.4 Построение диаграммы приведенного момента инерции.

Приведенный момент инерции – это такой условный момент инерции звена приведения, при котором кинетическая энергия звена приведения будет равна сумме кинетических энергий всех звеньев механизма.

Приведенный момент инерции вычисляется по формуле:

, (39)

где – приведенный момент инерции механизма ,

– момент инерции самого звена приведения ,

– истинная длина звена ОА, мм

ра – длина вектора скорости точки А, мм

– масса i-того звена, кг

– длина вектора скорости центра масс i-того звена, мм

– момент инерции массы i-того звена относительно центра тяжести,

kn – длина вектора относительной скорости точек K и N (ab, pb, pc, pd), мм

– истинная длина звена KN (l₂, l₃, l_3’, l₅), мм

Результаты вычисления приведенного момента инерции и ординаты диаграммы приведены в таблице 3.3 (m₂, m₃, m_3’, m₅ ; l₁, l₂, l₃, l_3’, l₅ смотри в таблице 2.1, а I₀, I₂, I₃, I_3’, I₅ смотри в таблице 2.2)

Таблица 3.3

	ab, мм	pb, мм	pc, мм	pd, мм	ps2, мм	ps3, мм	ps3’, мм	ps5, мм		мм
0	58,8	0	0	0	29,4	0	0	0	1,188	11,88
1	60,77	37,3	22,38	26,59	38,74	18,650	11,190	13,295	2,134	21,34
2	34,75	57,98	34,79	35,26	55,72	28,990	17,394	17,632	3,679	36,79
3	7,68	57,58	34,55	33,49	58,07	28,790	17,274	16,743	3,763	37,63
4	44,2	45,45	27,27	22,05	47,68	22,725	13,635	11,025	2,645	26,45
5	62,88	27,23	16,34	10,87	33,33	13,615	8,169	5,436	1,561	15,61
6	60	2,43	1,46	0,96	28,83	1,215	0,729	0,480	1,173	11,73
6’	58,8	0	0	0	29,4	0	0	0	1,188	11,88
7	39,15	27,31	16,39	10,69	41,45	13,655	8,193	5,347	1,869	18,69
8	13,79	51,06	30,64	24,82	54,64	25,530	15,318	12,410	3,202	32,02
9	6,85	60,39	36,23	35,62	59,47	30,195	18,117	17,810	3,987	39,87
10	24,34	54,81	32,89	36,61	55,64	27,405	16,443	18,306	3,609	36,09
11	42,22	34,39	20,63	24,55	43,29	17,195	10,317	12,274	2,231	22,31

Масштабный коэффициент приведенного момента инерции вычисляется по формуле:

, (40)

где – масштабный коэффициент приведенного момента инерции,

– приведенный момент инерции,

l – длина отрезка по оси ординат, мм

3.5 Построение диаграммы изменения кинетической энергии привода машины за цикл.

Ординаты диаграммы определяются следующим образом:

, (41)

где – изменение кинетической энергии маховика,

– масштабный коэффициент диаграммы работ сил сопротивления и движущих сил,

– ордината диаграммы «избыточной» энергии механизма, мм

– ордината диаграммы приведенного момента инерции, мм

K – коэффициент

(42)

Результаты вычисления изменения кинетической энергии маховика и ординаты диаграммы приведены в таблице 3.4

Таблица 3.4

	Т, мм	, мм	Тм, нм	Тм, мм
0	0	11,88	-262,0	-26,20
1	9,18	21,34	-393,8	-39,38
2	20,03	36,79	-643,5	-64,35
3	27,26	37,63	-601,4	-60,14
4	8,53	26,45	-511,8	-51,18
5	-10,79	15,61	-434,6	-43,46
6	-19,44	11,73	-421,5	-42,15
7	-16,72	18,69	-552,2	-55,22
8	-16,41	32,02	-843,4	-84,34
9	-15,81	39,87	-1011,4	-101,14
10	-13,28	36,09	-907,0	-90,70
11	-7,85	22,31	-557,7	-55,77
12	0	11,88	-262,0	-26,20

Масштабный коэффициент изменения кинетической энергии маховика за цикл вычисляется по формуле:

, (43)

где – масштабный коэффициент изменения кинетической энергии маховика за цикл,

– изменение кинетической энергии маховика,

l – длина отрезка по оси ординат, мм

кинетической энергии маховика равно:

3.6 Определение размеров маховика.

Момент инерции маховика определяется по формуле:

(44)

Тогда средний диаметр обода маховика будет равен:

, (45)

где D_cp – средний диаметр обода маховика, м

– момент инерции маховика ,

b, h – размеры сечения обода маховика, м

– плотность материала обода маховика,

Принимаем:

b =100 мм = 0,1 м

h =200 мм = 0,2 м

=7800

Тогда:

3.7 Диаграмма сил полезного сопротивления.

Диаграмма показывает значение силы полезного сопротивления (F_пс) в зависимости от положения выходного звена во время рабочего хода.

Масштабный коэффициент силы вычисляется по формуле:

, (46)

где – масштабный коэффициент силы полезного сопротивления,

– сила полезного сопротивления, н

l – длина отрезка по оси ординат, мм

Масштабный коэффициент угла поворота выходного звена вычисляется по формуле:

, (47)

где – масштабный коэффициент угла поворота выходного звена,

– угол поворота выходного звена, градус

l – длина отрезка по оси абсцисс, мм