Определение момента инерции маховика

1.7 Определение момента инерции маховика

Для определения момента инерции махового колеса необходимо построить диаграмму  для одного полного цикла времени установившегося движения механизма, при этом достаточно знать только изменение кинетической энергии и изменение приведенного момента инерции. Построим диаграмму приведенного момента инерции механизма повернутую на  (т.е. ортогонально диаграмме кинетической энергии). Далее проводя проекционные прямые двух диаграмм до их точек пересечения и соединяя полученные точки плавной кривой, получаем участок диаграммы для установившегося движения механизма.

Для определения величины  приведенного момента инерции маховика воспользуемся следующими формулами:

 

 

где:  – средняя угловая скорость звена приведения;

 – коэффициент неравномерности вращения кривошипа (звена приведения основного механизма),

Подставляя данные значения для и  определим углы  и :

 

 

Далее проведем одну касательную к диаграмме под углом , а другую – под углом  и определим их точки пересечения с осью  (точки K и L). Используя длину найденного отрезка, определим момент инерции маховика.

1.8 Определение механического КПД

 

Механический коэффициент полезного действия (КПД) – это отношение абсолютного значения работы сил полезного сопротивления к работе движущих сил, определенных за время, равное или кратное периоду установившегося движения:

Механический КПД характеризует относительную величину энергии, используемую в машине по прямому назначению. Он является основным показателем механического совершенства машин.

2. Синтез оптимальных чисел зубьев и кинематический анализ механизма

Для синтеза планетарного механизма по схеме А+II, с заданным передаточным отношением и , включающего в свой состав 3 сателлита, необходимо определить количество чисел зубьев зубчатых колес обеспечивающее безотказную работу механизма.

Передаточное отношение , раскладывается на две составляющих;

 передаточное отношение первой ступени;

 передаточное отношение второй ступени.

Общее передаточное отношение определяется следующим образом:

Определение передаточное отношения :

Для выполнения синтеза планетарного механизма необходимо определить числа зубьев всех колес, а также выбрать модули зубчатых колес. При этом требуется, чтобы были выполнены условия сборки, соосности и соседства для данного количества сателлитов и выбранного числа зубьев.

Так как для механизма II с заданным числом сателлитов  передаточное отношение может быть реализовано в пределах , то выбирается передаточное отношение .

Определение возможные значения,  с использованием графиков приложения [5] для данной схемы. Откуда , выбрано .

Для определения числа зубьев планетарного механизма применяются генеральные уравнения, при этом

Из полученных соотношений видно, что число зубьев шестого колеса должно быть кратно 3, 9, и 15 (наименьшее общее кратное 45), при этом необходимо учесть, что число зубьев зубчатых колес должно быть не меньше 18. Возможные комбинации чисел зубьев колес планетарного механизма для данного передаточного отношения определены в таблице 3.1.

Таблица 7.1. Возможные числа зубьев зубчатых колес

45	15	12	42
90	30	24	84
135	45	36	126
180	60	48	168

Окончательно выбрано

Определение диаметров зубчатых колес

Определение передаточного отношения первой ступени

Следовательно выбрано тогда диаметры колес равны:

Проверка необходимых условий

условие соосности:

условие соседства

условие сборки

где:  произвольные целые числа, такие, что

 число сателлитов планетарного механизма;

отношение количества зубьев четвертого колеса к третьему;

отношение модулей зубчатых колес первой ступени к второй.