Синтез маховика по методу Мерцалова
Для синтеза маховика по методу Мерцалова вычисляется кинетическая энергия ТII звеньев, не связанных с кривошипом постоянным передаточным отношением по формуле ТII=JII∙ωcp2/2. Результаты расчета для каждого положения механизма заносим в таблицу. Выбрав масштабный коэффициент μТ=μА=4,16 дж/мм строим график ТII( ). Строим зависимость JII(
), масштабный коэффициент
кг
м2/мм. Далее строим зависимость ∑А=АD+Ас путем сложением с учетом знаков графиков Ас(
) и АD(
). Затем из графика ∑А(
) вычитаем график ТII(
). Полученная кривая ΔТI=∑А-ТII есть зависимость приращения кинетической энергии звеньев механизма, связанных с кривошипом постоянным передаточным отношением. От угла поворота звена приведения
.
На построенной кривой ΔТI( ) находим наибольший максимум и наибольший минимум, разность между которыми а=114 мм, позволяет вычислить наибольший размах изменения кинетической энергии
Дж.
Приведенный момент инерции JI кг м2 звеньев, связанных с кривошипом постоянным передаточным отношением находим по формуле:
Значение JI включает в себя приведенные к валу кривошипа момент инерции ротора электродвигателя , где
, приведенный момент инерции JК, учитывающий массы муфт и зубчатых колес привода; момент инерции кривошипа J01 и момент инерции маховика JМ устанавливаемого на одном валу с кривошипом. Поэтому JM= JI –JО1 –JD -JК
кг
м2
кг
м2
кг
м2
JM=17,7-0,60-0,0132-0,25=16,836 кг м2
Угловая скорость звена приведения ω при установившемся движении машинного агрегата представляется в виде: ω=ωнач+Δω, где ωнач - неизвестная по величине угловая скорость, приобретаемая звеном приведения к началу установившегося режима за время разгона: Δω( ) - функция приращения угловой скорости при установившемся движении. Так как
, а
= Const, то график Δω(
) имеет такой же ид что и график ΔТI(
). Масштабный коэффициент угловой скорости
рад/(мм∙с2). Линия, соответствующая на графике ω(
) средней угловой скорости
, строиться параллельно оси абсцисс и выше на расстоянии
мм ординаты
. Начало координатных осей на графике ω(
) определяется ординатой
мм. Так как начало координат выходит за пределы листа, то ость абсцисс графика ω(
) показывается условно.
Кинематический синтез
Для уменьшения массы и габаритов целесообразно применять конструкцию маховика в виде тяжелого обода, связанного с насаживаемой на вал ступицей, спицами или облегченным диском. Для такого маховика:
где m и D – соответственно масса и средний диаметр обода; плотность материала;
,
; b и h – соответственно ширина и толщина обода.
Коэффициенты принимаем равные
, чугунный маховик с
7100 кг/м3
Тогда:
м
Массу m обода находим по формуле:
кг
С учетом массы спиц и ступицы масса маховика определяется как:
кг
Ширина и толщина обода определяется как:
м
м