Динамический анализ механизма и расчет маховика

1. Определяем приведенные к кривошипу моменты от сил движущихся F_д или сил сопротивления F_с для 12-ти положений механизма, строим график зависимости момента движущихся сил или сил сопротивления от угла поворота кривошипа.

В курсовом проекте используется первая часть формулы

где F – значение сил, согласно рабочей характеристике или индикаторной диаграмме.

Таблица 1. Исходные данные механизма

№	Fnc, Fд, [кг]	Vs3, [мc-1]		1, [c-1]	Mn, [H*м]
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12

Отрезок характеризует М_n на графике изменения приведенного момента по углу поворота кривошипа.

, [^H*м/_мм] где µ_М – масштабный коэффициент приведенного момента;

Таблица 2. Приведенные моменты

Отрезок на графике	Мn расчетный, [ H*м]	• Мn в масштабе, [мм]
0-0
1-1
2-2
3-3
4-4
5-5
6-6
7-7
8-8
9-9
10-10
11-11
12-12

2. Определяем работу сил сопротивления или сил движущих путем интегрирования графика приведенного момента

и строим график зависимости и

, [^рад/_мм] где l –длина на графике, характеризующая полный оборот кривошипа.

График строится в масштабе µ_A и µ_: , Отрезок характеризует А_n на графике изменения приведенного момента по углу поворота кривошипа.

µ_ – масштабный коэффициент угла поворота кривошипа

µ_A– масштабный коэффициент работы сил сопротивления или сил движущих

3. Построим график изменения зависимости приращения кинетической энергии машины от угла поворота кривошипа Т=f(). Избыточная работа равна разности работ движущих сил и сил сопротивления, а также равна приращению кинетической энергии машины Т.

Т=A_д-А_пс=А_изб

Таблица 3. Приращение кинетической энергии машины

№ №	Ад	Апс	Т
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12

4. Строим график кинетической энергии звеньев. График строится, определив кинетическую энергию в 12 положениях всего механизма.

_{кинематическая энергия звеньев.}

Звено совершает вращательное движение:

Дж

Звено завершает плоскопараллельное движение:

, Дж

Звено движется поступательно:

, Дж

4.1 Кинетическая энергия Т₁ для всех в 12 положений одинакова, т.к. J₀=const , ω₁=const

Таблица 4. Кинетическая энергия звена 2

№	Js2, [кг мс2]	2, [с-1]	m2,[кг]	Vs2,[ мc-1]	T2, [Дж]
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12

Таблица 5. Кинетическая энергия звена 3

№	m3,[кг]	Vs3, [мс-1]	Тз, [Дж]
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12

Таблица 6. Суммарная кинетическая энергия звеньев

№	T1, [Дж]	Т2, [Дж]	Тз, [Дж]	Т3B, [Дж]	Т3B в T [мм]
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12

5. Для определения кинетической энергии маховика вычитаем из ординат графика приращения кинетической энергии (Т=f()) соответствующие ординаты графика кинетической энергии звеньев (Т_зв=f()).

_{и построим кривую изменения кинетической энергии маховика от угла поворота кривошипа M=f() (метод Мерцалова)}

_{6. По методу Виттенбауэра вычисляем и строим графики в следующей последовательности:}

Построим график изменения приведенных моментов инерции звеньев. Значения приведенных моментов вычисляется по формуле ,,,

Построим совмещенный график - диаграмму энергомас.

Таблица 7. Кинетическая энергия машины Т, звеньев Т_3B, и маховика T_max в масштабе µ_T

№	Т, [мм]	Т3B в T [мм]	Tmax, [мм]
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12

_{По построенной кривой определяем момент инерции моховика}

, [кг*м²]

А и В - экспериментальные значения графика

_T – масштабный коэффициент кинетической энергии, Дж/мм

 - коэффициент неравномерности хода машины

₁ - угловая скорость кривошипа

7. Определение основных размеров маховика

, ,,

,

Выбираем материал маховика

Маховый момент

где G - вес маховика; D - средний диаметр обода маховика; g - ускорение силы тяжести; J_m -момент инерции маховика.

Задаваясь диаметром маховика D , [м]

, [H]

Найдем основные размеры маховика:

, [м]

, [м]

, [м]

, [м]

, [м]

, [м]

Выполним эскиз маховика в масштабе

,

где D мм – диаметр маховика на чертеже.