Аналіз руху машинного агрегату й розрахунок маховика

Ціль: визначення щирого закону руху початкової ланки й розрахунок маховика.

Побудова динамічної моделі машини

Для спрощення рішення завдання реальну схему машини з одним ступенем волі з ланками, які не деформуються й початковою ланкою, що робить обертовий рух (кривошип) є одномасова система, що володіє деякою умовною масою, кінетична енергія якої в будь-якому положенні ланки наведена дорівнює кінетичної енергії всього механізму: Tⁿ=Jⁿ _1/2= T_i , і навантаженої фіктивним моментом, потужність якого дорівнює сумі потужностей, що розвиваються всіма силами, що діють у механізмі: Nⁿ=Mⁿ ₁= N_i .

Тут позначено: Jⁿ – момент інерції наведеної маси щодо осі обертання; Mⁿ – наведений момент всіх зовнішніх сил Mⁿ= Mⁿ_с- Mⁿ_д ; Mⁿ_д – наведений момент рушійних сил, Нм; Mⁿ_с – наведений момент сил опору, Нм.

Маси ланок: : m₂=20 кг, m₄=20 кг;

m₅=450кг, m_E=600 кг.

Моменти інерції ланок: : I_S1=0,1 кгм², I_S2=I_S3=I_S4=6,67 кгм².

Сила ваги G=mg: G₂=200 Н, G₄=200 Н, G₅=4500 H, G_E=6000 H.

Сила опору: при підйомі: Р₅=6000 Н;

при опусканні: P₅=2000 Н.

Приведення сил:

Положення механізму	1	2	3	4	5	6	6`	7	8	9	10
	1,6	8,9	4,8	5	3,9	2,1	1,4	1,2	3,3	5,5	14,3
	0.3	3,7	18,6	21,9	13,89	2,6	0,2	1,8	15,1	22	4,09
	5,2	186	408,3	505,2	303,64	53,7	3,1	36,7	331	494	313
	19,1	478	839,4	983	651	136	13,3	104	727	1076	727
	0,34	0,007	0,001	0,024	0,104	0,306	0.378	0,52	0,34	0,034	0,11
	0,03	0,85	1,59	1,75	1,16	0,24	0,02	0,19	1,29	1,91	1,29
	0,01	0,2	0,08	0,004	0,094	0,05	0,004	0,05	0,09	0,002	0,08
, кгм²	26,7	678	1326	1516	974	195	19	1445	1078	1599	1060
, мм	2	42,4	83	95	61	12,2	1,5	9	67,4	100	66,3

Приведення мас:

Рівняння руху машини

В інтегральній формі: T_k-T₀= Aд-Ас

де - узагальнена координата; Jⁿ₀, ₀ – наведений момент інерції й кутова швидкість ланки приведення при = ₀.

Рішення рівняння руху

Визначити ( ₁). Графічний метод Виттенбауера.

Розрахунок графіка наведеного моменту сил опору

/Mⁿ_max/=4865 Hм , задаємо y_max=100 мм, тоді

Знаходимо інші в:

Задаємо l=140 мм і Н=60 мм, тоді

Розрахунок графіка наведеного моменту інерції

Jⁿ_max=1599 кгм² , задаємо y_max=100 мм, тоді

Знаходимо інші в:

Розрахунок графіка робіт сил опору

Будується графічним інтегруванням графіка Мⁿ_c, для чого криволінійну фігуру заміняємо рівновеликими прямокутниками.

Розрахунок графіка робіт рушійних сил: А_д=А_i .

Розрахунок графіка рушійного моменту: Мⁿ_д=у_n* =50*48,65=2432,5.

Розрахунок графіка надлишкових робіт:

Розрахунок діаграми Виттенбауера.

Розрахунок маховика

Маховик служить для зменшення нерівномірності руху. .

Коефіцієнт нерівномірності руху

Під цими кутами до діаграми Виттенбауэра проводимо дотичні - зверху й - знизу.

ok=6 мм;kl=365 мм.

Визначаємо момент інерції маховика:

Задаємося b=0,1 м, тоді

Д= ;

Визначення кутової швидкості початкової ланки

Початкове значення кінетичної енергії:

;

Зміна кінетичної енергії у всіх положеннях ; визначаємо значення кутової швидкості

Задаємося

тоді .

Положення механізму	0,12	1	2	3	4	5	6	6`	7	8	9	10	11
, мм	0	7	9	8	6	4	5	11	17	15	6	0	-3
,Дж	215,8	216,8	217	216,9	216,6	216,4	216,5	217,3	218	217,8	216,6	215,9	215,5
,кгм²	5440	5448	6099	6748	6938	6394	5616	5440	5566	6500	7021	6481	5987
, c^-1	8,9	8,9	8,4	8	7,9	8,2	8,8	8,9	8,85	8,2	7,85	8,2	8,5
, мм	44,5	44,6	42,2	40	39,5	41	43,9	44,6	44,3	41	39,3	41	42,4