Синтез маховика по методу Мерцалова

Для синтеза маховика по методу Мерцалова вычисляется кинетическая энергия Т_II звеньев, не связанных с кривошипом постоянным передаточным отношением по формуле Т_II=J_II∙ω_cp²/2. Результаты расчета для каждого положения механизма заносим в таблицу. Выбрав масштабный коэффициент μ_Т=μ_А=4,16 дж/мм строим график Т_II( ). Строим зависимость J_II( ), масштабный коэффициент кг м²/мм. Далее строим зависимость ∑А=А_D+А_с путем сложением с учетом знаков графиков А_с( ) и А_D( ). Затем из графика ∑А( ) вычитаем график Т_II( ). Полученная кривая ΔТ_I=∑А-Т_II есть зависимость приращения кинетической энергии звеньев механизма, связанных с кривошипом постоянным передаточным отношением. От угла поворота звена приведения .

На построенной кривой ΔТ_I( ) находим наибольший максимум и наибольший минимум, разность между которыми а=114 мм, позволяет вычислить наибольший размах изменения кинетической энергии

Дж.

Приведенный момент инерции J_I кг м² звеньев, связанных с кривошипом постоянным передаточным отношением находим по формуле:

Значение J_I включает в себя приведенные к валу кривошипа момент инерции ротора электродвигателя , где , приведенный момент инерции J_К, учитывающий массы муфт и зубчатых колес привода; момент инерции кривошипа J₀₁ и момент инерции маховика J_М устанавливаемого на одном валу с кривошипом. Поэтому J_M= J_I –J_О1 –J_D -J_К

кг м² кг м²

кг м²

J_M=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=ω_нач+Δω, где ω_нач - 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 ΔТ_I( ). 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