5.5Методика построения диаграммы энергомасс (кривой Виттенбауэра) и нахождения по ней момента инерции маховика.
Диаграмму энергомасс (зависимость
)
строят по точкам, используя уже построенные
диаграммы изменений кинетической
энергии механизма и приведенного момента
инерции. Значения этих параметров можно
брать из графиков без изменений.
К кривой Виттенбауэра проводят две касательные сверху и снизу. Углы наклона этих линий определяют по формулам:
где
- квадрат средней скорости кривошипа;
- заданный коэффициент неравномерности
хода.
Касательно к диаграмме под углом к горизонтали проводим сверху, а под углом - снизу.
Данные касательные пересекут ось
в точках А и В. Измеряем величину отрезка
и находим момент инерции маховика.
5.6Определение конструктивных размеров маховика
Маховик выполняется, как колесо с массивным ободом. Пренебрегая массой спиц и ступицы, имеем:
,
где - масса обода, кг;
- средний диаметр обода, м.
Расчет будем проводить методом последовательных приближений. В первом приближении конструктивно задаемся средним диаметром в пять раз большим длины кривошипа
,
тогда
Массу маховика выражаем через его размеры
,
где 
- удельный вес материала маховика
(чугун).
Обычно принимают величину
(рис. 5.1), тогда
Откуда находим
Полученный размер должен ориентировочно равен
Условие не выполняется, поэтому изменяем
до 0,35 м
Рис. 5.6
Условие выполняется. Находим остальные размеры.
5.7Определение угловой скорости кривошипа за цикл
Определяем угловую скорость кривошипа в зависимости от угла поворота:
где 
,
-
значение приведенного момента инерции
и изменения кинетической энергии в
точке, где касательная, проведенная под
углом
,
касается кривой Виттенбауэра;
,
- текущие значения приведенного момента
инерции и изменения кинетической
энергии, которые снимаются с диаграммы
Виттенбауэра;
-
определяется по формуле:
=
Результаты расчетов сведены в таблицу
Таблица 5.8
Полож. |
0 |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
11 |
I |
0,05 |
0,05 |
0,05 |
0,05 |
0,05 |
0,05 |
0,05 |
0,05 |
0,05 |
0,05 |
0,05 |
0,05 |
T |
1,14 |
1,14 |
1,14 |
1,14 |
1,14 |
1,14 |
1,14 |
1,14 |
1,14 |
1,14 |
1,14 |
1,14 |
[IП] |
33,39 |
30,17 |
24,65 |
33,10 |
47,05 |
43,48 |
28,53 |
25,53 |
32,29 |
32,27 |
27,35 |
28,70 |
IП |
1,67 |
1,51 |
1,23 |
1,65 |
2,35 |
2,17 |
1,43 |
1,28 |
1,61 |
1,61 |
1,37 |
1,43 |
T] |
0,00 |
-9,26 |
-18,79 |
-24,17 |
-31,41 |
-40,44 |
-39,39 |
-30,13 |
-20,86 |
-11,59 |
-3,03 |
2,10 |
T |
0,00 |
-10,58 |
-21,47 |
-27,62 |
-35,90 |
-46,22 |
-45,02 |
-34,43 |
-23,84 |
-13,25 |
-3,47 |
2,40 |
IП max=IП1 |
1,23 |
1,23 |
1,23 |
1,23 |
1,23 |
1,23 |
1,23 |
1,23 |
1,23 |
1,23 |
1,23 |
1,23 |
Tmax=T1 |
-10,58 |
-10,58 |
-10,58 |
-10,58 |
-10,58 |
-10,58 |
-10,58 |
-10,58 |
-10,58 |
-10,58 |
-10,58 |
-10,58 |
CP |
16 |
16 |
16 |
16 |
16 |
16 |
16 |
16 |
16 |
16 |
16 |
16 |
|
1/5 |
1/5 |
1/5 |
1/5 |
1/5 |
1/5 |
1/5 |
1/5 |
1/5 |
1/5 |
1/5 |
1/5 |
2max |
307,2 |
307,2 |
307,2 |
307,2 |
307,2 |
307,2 |
307,2 |
307,2 |
307,2 |
307,2 |
307,2 |
307,2 |
Iмахов |
1,37 |
1,37 |
1,37 |
1,37 |
1,37 |
1,37 |
1,37 |
1,37 |
1,37 |
1,37 |
1,37 |
1,37 |
i |
16,43 |
16,66 |
17,28 |
15,90 |
14,18 |
14,33 |
16,16 |
16,85 |
16,09 |
16,31 |
17,23 |
17,15 |
Определив для 12 положений угловую
скорость кривошипа строим график
зависимости
.
На графике показываем значения
и
.