3.3 График работы сил движущих и сил полезного сопротивления.

Получаем методом графического интегрирования зависимости М_пр^Σ. Для этого через середину интервалов 0-1, 1-2 … 11-12 восстанавливаем перпендикуляры. Точки пересечения этих перпендикуляров с графиком М_пр^Σ переносим параллельно от оφ₁ на ось ординат. Выбираем полюсное расстояние Н = 30 мм. Из полюса координат графика работ сил действующих и сил полезного ΣА(φ₁) проводим параллельную прямой Н₁^' получаем точку 1^''. Из точки 1^'' проводим прямую параллельную прямой Н₂^" получаем ℓ₁^" и т. д. Получаем график работ сил от угла поворота ведущего звена.

Масштаб графика: µ_ΣА = µ_Мпр*µφ₁*Н = 1,6*0,035*30 = 1,68

При установившемся движении за роботы сил ΣА_D = ΣА_C сопротивлений . На основании этого соединяем начало координат графика ΣА(φ₁) с точкой 12" прямой линией, получаем график ΣА_D .

Для построения графика приращения кинетической энергии вычислим из ординат графика ΣА_D ординаты графика ΣА_C в конечном положении механизма.

ΔТ = ƒ(φ₁) ; µ_ΔТ = µ_ΣА

3.4 Определение кинетической энергии звеньев механизма для всех положений.

Т_мах = Т₁ + Т₂ + Т₃ + Т₄

Т₁ = J₁*(ω₁²/2) ; Т₂ = (m₂*U_S2² + J_S2* ω₂²)/2 ; Т₃ = (m₃*U_S3² + J_S3* ω₃²)/2

Т₄ = (m₄*U_S4² + J_S4* ω₄ ²)/2 ; J₁ = (m₁* ℓ₀²)/12 ; J_пр^Σ = 2Т_мах / ω₁²

Значение кинетической энергии и приведенного момента инерции

	0	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11
Т1	0,33	0,33	0,33	0,33	0,33	0,33	0,33	0,33	0,33	0,33	0,33	0,33
Т2	0,85	1,02	1,7	2,8	3,46	3,2	1,89	0,85	3,01	4,6	3,68	1,8
Т3	0	0,2	0,58	1,04	1,31	1,09	0,34	0,09	1,98	2,27	1,35	0,27
Т4	0	0,48	1,68	3,75	5,19	4,7	1,59	0,43	9,3	9,94	4,23	0,71
Тмах	1,18	2,03	4,29	7,29	10,29	9,32	4,15	1,7	14,62	17,14	9,59	3,11
JпрΣ	0,009	0,015	0,034	0,062	0,08	0,07	0,032	0,013	0,11	0,13	0,075	0,024

Строим график энергомасс, исключая параметр φ из графика ΔТ(φ₁) и ΔТ(J_пр^Σ). Для этого проводим прямую под углом 45^о к оси φ₁ и точки переносим на эту прямую до пересечения графика J_пр^Σ с пересечением приведенными из точек 1^*, 2^*, 3^*, …

К кривой ΔТ(φ₁) = ΔТ(J_пр^Σ) проводим две касательные под углом

tgφ_мах = М_JпрΣ / 2М_ΔТ * (1+б)* ω₁² = 0,0015/2*1,68 * (1+1/15)*(16)² = 0,1219

φ_мах = arctg(0,1219) = 7^о

tgφ_мах = М_JпрΣ / 2М_ΔТ * (1-б)* ω₁² = 0,0015/2*1,68 * (1-1/15)*(16)² = 0,1066

φ_мах = arctg(0,1066) = 6^о

Эти касательные отсекают на оси ординат отрезок kℓ.

Вычислим момент инерции маховика: J_мах = (kℓ* М_ΔТ)/( ω₁²* б) = 6,89

Диаметр маховика: D_махов = 5*ℓ_ОА = 0,425 м

Скорость на наружном диаметре диска: τ_махов = ω₁*(1+б) * D_махов/2 = 3,36 (м/с)

Выбираем чугунный цельнометаллический маховик.

Масса маховика: m = (4* J_мах)/D_м² = 153,1 кг

Ширина обода: в = 15J_мах / q* D⁴ = 0,0797 м , где q = 7200 м³/кг

Ширина спицы: в_сп = 1,1в = 0,0876 м

d₁ = 0,15D = 0,0637 м ; d₂ = 0,25D = 0,1062 м ; d₃ = 0,6D = 0,255 м