Расчет момента инерции дополнительной массы, обеспечивающей работу двигателя в двигательном режиме

1. Выбрать марку электродвигателя.

Мощность двигателя:

,

где − мощность, необходимая для совершения работы,

− суммарный КПД приводного механизма,

Частота вращения вала двигателя

где − частота вращения кривошипа, мин^-1;

− суммарное передаточное отношение привода,

мин^-1;

мин^-1.

Электродвигатель 4А80А4У3 [3, с.132, т.3.12]:

Р_Н = 1,1 кВт, n_c = 1500 мин^-1, n_Н = 1420 мин^-1, mД² =0,0129 кг∙м².

2. Рассчитать коэффициент неравномерности установившегося движения.

где − синхронная частота вращения вала электродвигателя, мин^-1;

− номинальная частота, мин^-1.

3. Рассчитать приведенный момент инерции звеньев исполнительного механизма в одном из положений

где − масса звена, кг;

− скорость центра тяжести звена, м/с;

− момент инерции звена, кг∙м²;

− угловая скорость звена, с^-1;

− количество звеньев в механизме,

Результаты расчета сведены в табл. 2.

Для определения скоростей центров тяжести и угловых скоростей звеньев необходимо построить план скоростей для одного из положений механизма (например положение №3).

Окружная скорость т. А:

На основании векторных уравнений с применением принципа подобия строится план скоростей в масштабе (см. рис.7).

где − длина вектора т. А в плане скоростей (см. рис.7).

Таблица 2

Обозначение звена
	2.04	12.24	12.24	10.2	10.2
	0.54	0.89	0.51	2.0	1.97
	0.002	0.44	0.44	0.255	_
		1.573	5.0	0.8

,
где − длина вектора скорости центра тяжести звена, мм;

− масштаб плана скоростей, м/с∙мм;

− относительная скорость звена по плану скоростей, м/с;

− длина звена, м.

Приведенный момент инерции ползуна в рассматриваемом положении:

Коэффициент пропорциональности:

4. Рассчитать в остальных положениях механизма и приращение кинематической энергии звеньев :

где − приведенный момент информации ползуна, кг∙м².

где − скорость ползуна в i-м положении по кинематической диаграмме, м/с (см. табл. 1).

Приращение кинематической энергии звеньев.

Результаты расчетов сведены в таблицу 3.

Таблица 3

	1.67	1.6	0.74	0.38		1.5	1.63	1.76	1.73	1.7
	0.28	0.26	0.06	0.015		0.23	0.27	0.32	0.31	0.29
	0.76	0.7	0.15	0.04		0.62	0.72	0.85	0.82	0.79
	38.2	35.1	7.5	2.0		30.8	36.4	42.4		39.6

Окончание табл. 3

	1.18	0.7		1.28	1.52	1.76	1.67
	0.14	0.05		0.17	0.24	0.32	0.28
	0.38	0.13		0.45	0.63	0.85	0.76
	19.1	6.7		22.4	3.16	42.4	38.2

5. Построить диаграмму приращения кинематической энергии приводного механизма машинного агрегата

где приращение кинетической энергии машинного агрегата, Дж;

приращение кинетической энергии звеньев исполнительного механизма, Дж.

Диаграммы и представлены на рис. 9. Численные значения и с учетом масштаба Дж/мм и представлены в табл. 4

Таблица 4

№ положения
Дж
Дж
Дж						104			-34	-81	-118	-129

Окончание табл. 4

	-114		-55

Диаграммы и строятся в едином масштабе (рис. 10).

где максимальное значение приращения кинетической энергии машинного агрегата, Дж;

максимальная ордината диаграммы , 100 мм.

Дж/мм

Рис. 10. Диаграммы приращений кинетической энергии

В этом же масштабе строится диаграмма (см. табл. 3) и графическим вычитанием ординат из ординат строится диаграмма (см. рис. 10)

6. Рассчитать приведенный момент инерции звеньев приводного механизма

где амплитуда диаграммы , мм;

масштаб диаграммы, Дж/мм;

допустимый коэффициент неравномерности установившегося движения,

угловая скорость звена приведения (кривошипа), с^-1.

кг∙м²

7. Рассчитать момент инерции дополнительной массы (маховика) и ее диаметр при установке на валу кривошипа и на валу двигателя.

В соответствии со структурой приводного механизма (см. рис. 4)

где − приведенный момент инерции звеньев приводного механизма, кг∙м²;

коэффициент, учитывающий приведенные моменты инерции соединительных муфт и редуктора,

приведенный момент инерции вала двигателя, кг∙м².

где - момент инерции вала двигателя, кг∙м²;

- номинальная частота вращения вала двигателя, мин^-1;
- частота вращения вала кривошипа, мин^-1.

где – маховая масса вала электродвигателя, кг∙м².

кг∙м²

кг∙м²

Если представить дополнительную массу (маховик) в виде диска диаметром и толщиной то при ее установке на валу кривошипа

мм

при установке на валу электродвигателя

Где приведенный к валу электродвигателя момент инерции

маховика, кг∙м².

где момент инерции маховика, установленного на валу кривошипа, кг∙м².

кг∙м²

мм

Библиографический список

1. Покровский В.Б. Теория механизмов и машин. Динамический анализ. Зубчатые зацепления : конспект лекций/ В.Б. Покровский. Екатеринбург: УГТУ-УПИ, 2005. 48 с.

2. Теория механизмов и механика машин /под ред. К.В. Фролова. М: Высшая школа, 2003. 496 с.

3. Теория механизмов и машин : учеб. пособие/ М.З. Коловский. М.: Academia, 2006. 560 c.

4. Смелягин А.И. Теория механизмов и машин. Курсовое проектирование : учеб. пособие/ А.И. Смелягин. Новосибирск; М. : ИНФРА-М : НГТУ, 2006. 263 с.

5. Покровский В.Б. Теория механизмов и машин : методические указания к курсовому проекту/сост. В.Б. Покровский, Екатеринбург: УГТУ – УПИ, 2005. 11 с.

Бубнов Э.А. Теория механизмов и машин. Пример выполнения курсового проекта : методические указания для выполнения курсового проекта/сост. Э.А. Бубнов, А.Г. Черненко. Екатеринбург:УГТУ-УПИ, 2005.36 с.

7. Бубнов Э.А. Теория механизмов и машин. Содержание и оформление курсового проекта : методические указания / сост. Э.А. Бубнов,

А.Г. Черненко. Екатеринбург: УГТУ – УПИ, 2006 42 с.

Учебное издание