Курсовое проектирование по "Теории механизмов и машин", страница 41

Диаграмму приведенных моментов студент должен построить по компьютерным распечаткам, помня, что знак Му, приведенного в табл. 10 распечатки, необходимо для получения Мп изменить на противоположный. Образец распечатки моментов и других параметров приведен на рис. 5.7. При отсутствии компьютерных расчетов студенту разрешается использовать упрощенный расчет: в формуле (7.5) учитывать только движущие силы и силы сопротивления.


Рис. 7.2


7.4. Графическое интегрирование

Методом графического интегрирования диаграммы Мп = Мп(j) строят диаграмму работ движущих сил Ад = Ад(j) (для двигателей) либо работ сил сопротивления Ас = Ас(j) в соответствии с формулой:

                                         .                                 (7.8)

Метод графического интегрирования заключается в том, что диаграмму Мп = Мп (j) заменяют ступенчатой таким образом, чтобы на каждом участке (01, 12 и т.д.) криволинейная трапеция (криволинейный треугольник) заменялась равновеликим прямоугольником, образованным осью абсцисс, двумя вертикальными линиями границ участков и горизонтальной линией (четвертой стороной), проведенной параллельно оси абсцисс так, чтобы площадь отброшенной фигуры О равнялась площади добавленной фигуры Д.

На рис. 7.3 проиллюстрирован метод графического интегрирования. Ординаты равновеликих прямоугольников Мп.0-1, Мп.1-2 и т.д. приблизительно соответствуют средним значениям моментов на участке, Δφ — угловой шаг.

Рис. 7.3

Выбирают полюс интегрирования Р на отрезке интегрирования Н. При выполнении курсового проекта рекомендуется принимать Н = 40…60 мм. Полюс интегрирования соединяют прямой (лучом) с точкой пересечения четвертой стороны равновеликого прямоугольника с осью ординат. На первом участке диаграммы работ из начала координат проводят отрезок, параллельный первому лучу. Доказывается, что ордината 1–1″ на рис. 7.3, б является графическим изображением работы сил сопротивления  на участке 01. Масштаб диаграммы работ в мм/Дж:

                                         μА = μм μφ /Н.                                 (7.9)

На втором участке из конца первого отрезка проводят отрезок, параллельный второму лучу. Ордината 2–2″ изображает работу сил сопротивления на участке 0–2 и т.д. На последнем из 12 участков ордината не будет равна нулю. Полученная ломаная линия приближенно представляет собой диаграмму Ас = Ас(j) (рис. 7.3, б). Расстояние в направлении оси ординат между соседними узловыми точками диаграммы изображает приращение работы на участке, а расстояние между начальной и текущей точками — работу за временной отрезок, равный нескольким участкам. Для механизма ДВС пример графического интегрирования диаграммы моментов приведен на рис. 7.2.

Величину работы за цикл (за один оборот кривошипа) определяют величиной ординаты в мм, соответствующей концу последнего участка, деленной на масштаб mА.

7.5. Диаграммы работ и энергий

В соответствии с уравнением (7.3) в установившемся режиме за цикл (за полный оборот кривошипа) работа движущих сил равна работе сил сопротивления, т.е. в начале первого и в конце последнего участка Ад = Ac.

При условии постоянства момента силсопротивления Мс диаграмму работ сил сопротивления Ас (для двигателей) строят соединением первой и последней точек кривой Ад = Aд(j) прямой линией (рис. 7.2). График Мс = Мс(φ) строят методом графического дифференцирования (см. раздел 4). Для этого из полюса Р проводят луч, параллельный прямой Ас = Ас(j) до пересечения с осью ординат. Штриховая прямая на рис. 7.2, параллельная оси абсцисс, и является графиком Мс = Мс(φ).

Приращение кинетической энергии за цикл DT = 0 — в соответствии с формулой (7.3). Однако в любой момент времени выполняется равенство (7.1): приращение кинетической энергии

                                     .                          (7.10)

График избыточных работ Аизб (приращение кинетической энергии ΔТ) строят вычитанием Ас из Ад (отрезки вдоль оси ординат между диаграммами Ад = Ад(φ) и Ас = Ас(φ)).

7.6. Диаграмма приведенных моментов инерции и энергий