Механизмы двигателей внутреннего сгорания. Рычажный механизм. Зубчатый механизм. Кулачковый механизм, страница 8

      2.2. Построение диаграмм приращения кинетических энергий и приведенных моментов инерции.

Разность работ движущих сил и сил сопротивления согласно теореме об изменении кинетической энергии системы равна приращению кинетической энергии всех звеньев механизма:

.                                                                                                   (92)

Диаграмма приращения кинетической энергии    строится в масштабе .

Приращение кинетической энергии начального звена (кривошипа) с маховиком определяется по методу Н. И. Мерцалова из диаграммы разности кинетических  энергий:

                                                                                           (93)

Построение диаграммы приведенного момента инерции     осуществляем в масштабе :

                                                                                                        (94)

где   -максимальная ордината диаграммы, мм.,

 - максимальный момент инерции,

Значения приведенных моментов инерции берем из таблицы 1.10.

Приведенный момент инерции определяется из равенства кинетической  энергии звена приведения и суммы кинетических энергий всех подвижных звеньев механизма:

,                                                                     (95)

где k – количество звеньев, кроме звена приведения (k = 4);

l – количество звеньев, совершающих плоское движения (l = 2).

Для своего положения кривошипа рассчитываем приведенный момент инерции:

                                                                     (96)

.

Погрешность расчетного приведенного момента инерции определяем по формуле:

Так как разница менее 5%, то значит расчет выполнен правильно.

2.3. Определение момента инерции маховика методом Н.И. Мерцалова

Диаграмма   является одновременно диаграммой в масштабе :

                                                                                                 (97)

Для определения величин приращения кинетической энергии   всех звеньев механизма, исключая ведущие, через точку диаграммы  , имеющую наименьшее значение, проводим ось , параллельно оси  , от которой замеряются величины ординат кривой .

Величина есть наибольший перепад кинетической энергии. Графически она определяется следующим образом:

1) Из диаграммы избыточных работ вычитают ординаты диаграммы , помноженные на отношение масштабов:

В результате вычитания получается диаграмма 

2)  Касательно к диаграмме     в точках максимума  и минимума проводят две горизонтальные прямые до пересечения с осью ординат в точках а и б. Отрезок  а-б соответствует наибольшему перепаду  кинетической энергии, который должен взять на себя маховик.

Момент инерции маховика:

,                                                                                                      (98)

Погрешность расчетного  момента инерции маховика определяем по формуле:

Так как разница менее 5%, то значит  расчет выполнен правильно.

Диаграмма    при установившемся движении  является одновременно тахограммой, т.е. графиком скорости звена приведения   в масштабе :

                                                                                               (99)

Диаграмму ускорения звена приведения получаем путем графического дифференцирования диаграммы . Диаграмму строим в масштабе  :

,                                                                                                  (100)

     .

Динамический момент:

,                                                                                               (101)

,

.

2.4. Определение основных геометрических параметров маховика

Конструктивно маховик выполнен в виде массивного чугунного обода с диаметрами   D₁ , D₂ и шириной  b, который связан со ступицей спицами.

Основные геометрические параметры маховика берем из компьютерных расчетов.

Таблица 2.1 – Основные характеристики маховика