Маховик обычно рассматривают как массивное кольцо. Произведение
называется маховым моментом и является основным параметром, характеризующим маховик. При этом условии
, кгм2,
где m – масса маховика, кг;
– средний диаметр маховика, м.
Однако злоупотреблять увеличением его размеров для увеличения момента инерции не рекомендуется, так как с увеличением диаметра возрастает окружная скорость, следовательно, возрастают напряжения на ободе. Допустимы следующие усредненные значения окружной скорости: для чугунных маховиков
≤ 30 м/с для стальных маховиков
≤ 50 м/с.
Для тихоходных маховиков, когда окружная скорость не играет существенной роли, размеры выбирают из конструктивных соображений. При больших диаметрах обод маховика связан со ступицей спицами. Число спиц зависит от диаметра: при
= 300...800 мм число спиц
= 4, при
= 800...1600 мм
= 8. Сечение спиц эллиптическое. Размеры осей эллипса уменьшаются от ступицы к ободу. Основные размеры маховика со спицами показаны на рис. 4.3.
![](https://konspekta.net/studopediaorg/baza2/578277173217.files/image1780.jpg)
Рис. 4.3. Эскиз маховика со спицами
Независимо от числа спиц могут быть рекомендованы следующие соотношения между геометрическими размерами, в зависимости от среднего диаметра маховика
наружный диаметр маховика
= 1,2
внутренний диаметр маховика
= 0,8
внешний диаметр ступицы
= 0,33
внутренний диаметр ступицы
= 0,22
ширина обода маховика
= 0,14
ширина ступицы
= 1,15
размер спицы на ободе
= 0,35
= 0,7
размер спицы на ступице
= 0,44
= 0,88
Если выразить массу маховика через плотность и объем, то значение момента инерции будет пропорционально пятой степени среднего диаметра, а для расчета диаметра можно использовать следующую формулу:
,
где
– плотность материала маховика, кг/м3.
При диаметре меньше 300 мм маховики обычно выполняют дисковыми. Конструктивно они могут быть оформлены с отверстиями на диске (рис. 4.3) и сплошными. Сплошные маховики применяют при очень высоких окружных скоростях во избежание дополнительного шума.
Рис. 4.3. Эскиз дискового маховика
Основные размеры их могут быть определены из следующих соотношений:
=
,
= 0,9
,
= 0,52
,
= 0,15
,
= 1,15
,
= 0,33
,
= 0,36
,
= 0,28
,
= 0,25
.
Маховик служит для поддержания требуемой неравномерности вращения звена, на которое его устанавливают. Внутри цикла установившегося движения нет равенства приведенных моментов движущих сил и сил сопротивлений. Поэтому по положениям звена приведения существует избыток работы или ее недостаток. Избыточная работа ускоряет массы звеньев механизма и позволяет аккумулировать кинетическую энергию в маховике. При замедлении вращения звена маховик возвращает накопленную кинетическую энергию механизму, тем самым поддерживая требуемую неравномерность вращения. При разработке конструкций технологических машин часто маховики используют дополнительно в качестве шкивов для приводных ремней, как, например, у щековых дробилок.