Динамический расчёт механизма.

 

Задачей динамического расчёта механизма является определение мощности и основных геометрических размеров маховика.

5.1. Приведение сил, построение диаграммы работ и их разностей.

С использованием графика характеристики технологической силы определяем величину внешнего усилия, приложенному к звену 5

где h_Pi – ордината диаграммы для данного положения механизма;

k_P – масштаб диаграммы сил.

 

Внешняя сила, действующая на ползун

Сила

F, H

 

Приведение сил по методу Жуковского осуществляется по формуле:

где - приведённая сила;

-сила, приложенная к звену I (в нашем случае к звену 5);

h_i- плечо этой силы в плане скоростей относительно его полюса;

p_Va – скорость точки приведения (пальца кривошипа).

Момент приведённой силы или приведённый момент:

 

где ОА – удаление точки приведения от оси начального звена.

 

 

Приведённые силы и их моменты

Приведенные Сила, момент	Положение механизма
FПР, H	1017,36	1875,8			1317,6	706,5
МПР, H	132,25	243,8	251,9	233,2	171,2	94,84

Поскольку цикл машины соответствует одному обороту ведущего звена, то приведённые силы и их моменты отыскиваются для двенадцати положений механизма и строится диаграмма приведённых моментов в функции угла поворота начального звена φ.

Масштаб диаграммы приведённых моментов движущихся сил сопротивления:

Масштаб угла поворота начального звена:

Путём графического интегрирования диаграммы приведённых моментов строится диаграмма работ движущихся сил сопротивления (А_С-φ) за цикл. На этом же графике строится диаграмма работ движущихся сил. При этом предполагается, что приведённый движущий момент есть величина постоянная. Следовательно, работа этого момента будет выражаться прямолинейной зависимостью в системе координат (А_D-φ).

При установившимся движении за цикл справедливо равенство А_С= А_D, поэтому в начале цикла ординаты А_С и А_D будут одинаковы между собой по абсолютной величине, а прямая, выражающая работу движущихся сил, соединит начало координат с концом графика (А_С-φ).

Масштаб диаграммы работ

где Н – полюсное расстояние при графическом интегрировании.

Расчёт мощности за цикл, т.е. средняя мощность, определяется по выражению:

где -ордината соответствующая концу цикла,

 

На полученной диаграмме сил сопротивления и движущих сил ординаты поля между криволинейным и прямолинейным графиками будут определять сбой разность работ или приращение кинетической энергии машины. Замеряя разность ординат

А_С-А_D=Δ для каждого положения механизма, строим диаграмму разности работ – диаграмму приращения кинетической энергии.

5.2. Приведение масс.

 

Приведённый момент инерции для каждого положения механизма:

 

Приведённые моменты инерции механизма

Положение
Iпр, кг м2	0,13	0,35	0,55	0,71	0,68	0,31	0,08	0,35	0,59	0,79	0,78	0,37

 

Пользуясь расчётными данными, строим диаграмму приведенных моментов инерции звеньев в функции угла поворота кривошипа. Масштаб диаграммы приведённых моментов инерции:

 

 

5.3. Расчёт маховика.

Определяем углы ψ_max и ψ_min по выражениям

 

С использованием данных диаграммы разности работ Δ и диаграммы приведённых моментов инерции строим диаграмму кинетической энергии в функции приведённого момента инерции ΔТ- - диаграмму Виттенбауэра. К полученной диаграмме проводим, две касательные: снизу под углом к оси абсцисс и с верху под углом . Касательные пересекают ось ординат в точках А и В. Приведённый момент инерции маховика

Средний диаметр обода маховика:

где k₁=a/D_cp=0.2, k₂=b/D_cp=0.2

D_cp - средний диаметр обода маховика;

a и b – размеры поперечного сечения обода маховика,

γ – плотность материала маховика.

Определив D_cp оси абсцисс и с верху под углом касательные: снизу под углом графиками, находим

a= k₁ D_cp оси абсцисс и с верху под углом касательные: снизу под углом графиками =0.2 0.789=0.157м=157мм;

b= k₁ D_cp оси абсцисс и с верху под углом касательные: снизу под углом графиками =0.2 0.789=0.157м=157мм.