D А_дi = Т_{дсрi *} D--j, D--j = 30⁰ = 0,523 рад.

D А_дi = 0,523 _* Т_дсрi ,

Графа 11 - D А_дi = (S D А_д)_i = (S D А_д)_{i - 1} + D А_дi ,

В последней строке таблицы получаем работу А_дц , совершённую моментом Т_д за весь цикл.

А_дц = (S D А_д)₂₄ = 1439 нм.

11.3 Приращение кинетической энергии момента DЕ

11.3.1. Строим диаграммы А_д = т_{1_} (j) и А_с = т₁₁ (j).

11.3.2. Элементарная работа D А_с момента при повороте кривошипа на элементарный угол Dj составит : D А_с = Т_с D--j = 87,69 _* 0,523 = 45,86 нм.

Графа 12 - А_сi - сумма элементарных работ сил сопротивления с начала цикла до момента прихода двигателя в рассматриваемое положение n_i : А_сi = (S D А_с)i = D А_сi .

11.3.3. Приращение кинетической энергии DЕ механизма для любого его положения будет определяться разностью работ, совершённых движущими силами и силами сопротивления за время от момента начала цикла и до момента прихода двигателя в рассматриваемое положение:

DЕ_i = А_дi - А_сi .

11.4. Определение мощности двигателя и коэффициента неравномерности хода при работе без маховика.

11.4.1. Мощность двигателя определяется по средней величине момента движущих сил за один цикл:

N_д = Т_Дср.--_*--w = Т_{с *} w = 87,69 _* 177,9 = 15600 вт.

N_д = 15,6 кВт.

11.4.2. Коэффициент d' неравномерности хода двигателя при работе его без маховика определяем по приближённой формуле:

d' = m_{j *} m_{т *} F_Б/J_3ср.--_* w² , где

J_3ср. = J_3Б + J_3М/2 = 0,025 + 0,0926/2 = 0,0588 кг _* м².

Заданный коэффициент d = 1,3 . Нужен маховик.

12.Расчёт маховика

12.1 Определение приведённого момента инерции маховика - J_мп.

12.1.1. Диаграммы энергомасс DЕ = т (J₃).

12.1.2. Диаграмма приращения кинетической энергии DЕ = т₁₂(j)

12.1.3. Диаграмма изменения приведенного момента J₃ = т (j)

12.1.4. Диаграмма энергомашин DЕ = т (J₃)

12.1.5. Определяем наибольшее w_Б и наименьшее w_м значение угловой скорости звена приведения за время цикла, учитывая заданную величину коэффициента неравномерности хода d:

d = 1/160 = 0,00625,

наибольшие: w_б = w_ср(1 + d/2) = 177,9 (1 +0,00625/2) = 179,49 рад/с,

наименьшее: w_м = w_ср (1- d/2) = 177,9 ( 1 - 0,00625/2) = 177,37 рад/с.

w_ср - средняя угловая скорость звена приведения.

w_ср = w = 177,9 рад/с.

12.1.6. Определяем величины углов Y_б и Y_н для проведения касательных к диаграмме энергомасс:

tgY_Б = m_J/2m_{e *} w_Б² = 0,5309,

tgY_М = m_J/2m_{e *} w_м² = 0,524,

Y_Б = 27⁰54' ; Y_М = 27⁰23'.

12.1.7. (hM) = (qh) _* tgy_M, (hM) = 78,6 мм,

(hБ) = (qh) _* tgy_Б , (hБ) = 79,6 мм.

12.1.8. Определим из чертежа (lm) = 135 мм.

12.1.9. Приведенный момент инерции маховика J_мп определяется по формуле:

J_мп = m_е(lm)/--d--w_ер² = 30 _* 135/0,00625 _* 177,9².

m_е - масштаб кинетической энергии, принятый на DЕ = f₁₂(j);

d-----коэффициент неравномерности хода;

w_ер - средняя угловая скорость звена приведения.

12.2. Определение основных размеров маховика

12.2.1. С достаточной точностью примем: J_м = J_об.

12.2.2. Момент инерции обода:

J_м = J_{м об} = (D_п⁴ - D_в⁴) brp/32,

J_м = J_об = D_п⁵ (1 - a⁴)--br--p/32,

где a = D_в/D_н , обычно a = 0,312/0,52

b = В/D_н, обычно b = 0,078/0,52

r - плотность материала маховика r = 7800 кг/м³.

12.2.3. Наружный диаметр маховика:

D_н = ⁵Ц32 J_м/p (1 - a⁴) br = 0,520 м.

Внутренний диаметр маховика:

D_в = a _* D_н = 0,312 м.

Ширина маховика:

В = b _* D_н = 0,078 м.

Определяем окружную скорость на ободе:

V_н = w_{ср *} D_н /2 = 177,9 _* 0,52/2 = 46,25 м/с.

12.2.3. Масса маховика определяется по формуле:

m_н = --p/4 (D_н ² - D_в ²)Вr,

m_н = 0,785--( 0,52² - 0,312²) 0,078 _* 7800 = 82,62 кг.

Вес маховика - G_м : G_м = gm_н = 9,8 _* 82,62 = 809,7 н.

13.Угловая скорость кривошипного вала

13.1 Угловую скорость w определяем по формуле

w = Ц--2--Е₀ + w/J_п , где

Е₀ - начальная кинетическая энергия механизма.

DЕ - приращение кинетической энергии.

J_п - приведённый к кривошипному валу момент инерции механизма.

J_п = J_мп + J₃ ,

13.2. Е₀ = ? J_п w² - DЕ

13.3 Определяем величину Е_ок для положения механизма, соответствующего точке К

J_пк = J_мп + J_3к = J_МП + m_{J *} х_к = 3,56 + 0,001 _* 41 = 3,601 кг _* м².

w_к = w_Б = 178,49 рад/с.

DЕ_к = m_Е y_к = 3 _* 100 = 306 нм.

Е_от = ? J_птw_Б² - DЕ_к = ? _* 3,585 _* 177,37² + 411 = 56803,25 нм.

13.4 Определяем величину Е_от для положения механизма, соответствующего точке Т

J_пт = J_мп + J_3т = J_мп + m_{J *} х_т = 3,56 + 0,001 _* 25 = 3,585 кг _* м².

w_т = w_м = 177,37 рад/с.

DЕ_т = m_{Е *} y_т = 3 _* 137 = 411 нм.

Е_от = ? J_птw_н² - DЕ_т = ? _* 3,585 _* 177,37² + 411 = 56803,25 нм.

13.5 Е_о = (Е_ок + Е_от)/2 = 56932,4 нм.

13.6 w = Ц--2--(--Е₀ + DЕ) /J_п .

Вычисления сведены в таблице 8. По данным последней графы этой таблицы строим диаграмму изменения угловой скорости w кривошипного вала в зависимости от изменения угла j₀ его поворота.

Таблица 2

Таблица 6

Таблица 7

Литература

1. Методические указания к выполнению курсового проекта по курсу Теория механизмов и машин.

Структурное и кинематическое исследование плоско рычажного механизма. Часть I. Издание пятое Омск 1983 - 20 с.

2. Методические указания к выполнению курсового проекта по курсу Теория механизмов и машин.

Кинематическое исследование плоского рычажного механизма. ЧастьII. Издание пятое. Омск 1985 - 28с.

3. Методические указания к выполнению курсового проекта по курсу Теория механизмов и машин. Проектирование и исследование сложной зубчатой передачи. Издание четвёртое. Омск 1982 - 44с.

4. Методические указания к выполнению курсового проекта по курсу Теория механизмов и машин. Исследование движения механизма и расчёт маховика. Часть IV. Издание шестое. Омск 1998 - 32с.