µА = µм· µφ·к = 0,02·0,0209·50 = 0,0209 кДж/мм,
где к –полюсное расстояние при интегрировании.
Строим график кинетической энергии всех звеньев механизма, на основании зависимости Т = ΣА + Тнач, путем переноса оси абсцисс графика ΣА(φ1) вниз на величину ординаты, соответствующей величине Тнач. Однако значение кинетической энергии в начальном (нулевом) положении механизма пока неизвестно, поэтому положение оси абсцисс графика Т(φ1) показывается условно.
Определяем кинетическую энергию звеньев второй группы на основании приближенной зависимости:
поэтому построенную кривую
Определяем кинетическую энергию звеньев первой группы на основании зависимости ТI = Т – ТII. Графики Т(φ1) и ТII(φ1) построены. График ТI(φ1) можно построить вычитанием из ординат кривой Т ординат кривой ТII.
где
По результатам расчета в масштабе µТ = 0,0209 кДж/мм относительно оси
По графику ТI(φ1) определяем наибольший перепад кинетической энергии звеньев первой группы за цикл установившегося движения:
где
Таблица 4.
Обозначение параметра | Положение механизма | |||||||||||
0 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | 11 | |
µА, кДж/мм | 0,0209 | |||||||||||
µТII, кДж/мм | 0,009 | |||||||||||
| 0 | 11 | 21 | 16 | 1,5 | 21 | 42 | 41 | 30 | 46 | 59 | 69 |
| 44 | 76 | 138 | 169 | 147 | 76 | 44 | 76 | 139 | 169 | 138 | 76 |
| 0 | 0,2299 | 0,4389 | 0,3344 | 0,0314 | -0,4389 | -0,8778 | -0,8569 | -0,627 | -0,9614 | -1,2331 | -1,4421 |
| 0,396 | 0,684 | 1,242 | 1,521 | 1,323 | 0,684 | 0,396 | 0,684 | 1,251 | 1,521 | 1,242 | 0,684 |
| -0,396 | -0,4541 | -0,8031 | -1,1866 | -1,2916 | -1,1229 | -1,2738 | -1,5409 | -1,878 | -2,4824 | -2,4751 | -2,1261 |
Определяем необходимый момент инерции звеньев первой группы, обеспечивающий заданную неравномерность движения:
Определяем момент инерции дополнительной маховой массы (маховика):
Принимаем материал маховика сталь и относительные параметры:
β = b/D = 0,3 и α = h/D = 0,2. Средний диаметр маховика:
Ширина обода маховика:
b = β·D = 0,3·0,519 = 0,156 м
Высота сечения обода:
h = α·D = 0,2·0,519 = 0,104 м
Масса маховика:
Проверка диаметра маховика по параметру скорости:
где υкр = 100 – для стальных маховиков. Условие выполняется.
При δ≤1/25 для определения истинной угловой скорости ω1 начального звена можно воспользоваться графиком ТI(φ1), который также будет являться графиком ωI(φ1) в масштабе:
Линию средней скорости на графике ωI(φ1) проведем через середину отрезка
Истинная угловая скорость (ω1)1 начального звена в первом положении, для которого в дальнейшем предполагается производить силовой анализ, определяется по формуле:
где
Угловое ускорение начального звена определяется из уравнения движения механизма в дифференциальной форме по формуле (для первого положения):
Суммарный приведенный момент в первом положении:
где
Суммарный приведенный момент инерции:
где
где µJ и µφ – масштабы осей ординат и абсцисс графика
Строим кинематическую схему при заданном положении ведущего звена (φ1=30°) в масштабе:
μl = 0,002 м/мм.
Механизм 1 класса – кривошип BD связан со стойкой вращательной парой и совершает равномерное вращение вокруг центра A.
Скорость точки B(D) определяем, рассмотрев вращение кривошипа вокруг центра A.
Модуль по формуле:
VB = VD =ω1 · l1 = 75,8 · 0,1 = 7,58 м/с
Направлены векторы VB и VD перпендикулярно BD в сторону угловой скорости ω1. Шатуны BC и DE совершают плоскопараллельное движение. У каждого шатуна известны скорости точек B и D. Примем их за полюс и напишем векторные уравнения для определения скоростей VЕ и VС точек Е и С шатунов:
Направления:
В этих уравнениях векторы
Выбираем μv – масштаб построения плана скоростей.