机械原理复习8

第十章机械的运转及其速度波动的调节§10－1作用在机械上的力与机械的运转§10－2机械系统的力学模型*§10－3机械系统在外力作用下的真实运动§10－4机械系统速度波动的调节§10－1作用在机械上的力与机械的运转一、本章研究的内容及目的1.研究在外力作用下机械的真实运动规律。2.研究机械运转速度的波动及其调节方法，目的是使机械的转速在允许范围内波动，而保证正常工作。二、作用在机械上的力1.驱动力根据原动机械特性的不同，驱动力是不同运动参数的函数位置的函数：如内燃机、蒸汽机、弹簧等驱动力是活塞位置（或曲柄转角）的函数内燃机弹簧常数：重锤§10－1作用在机械上的力与机械的运转速度的函数：如电动机2.生产阻力(力矩)常数：如：起重机、车床位置的函数：如：曲柄压力机、弹簧速度的函数：如：鼓风机、搅拌机时间的函数：如：球磨机、和面机M=M（，，t）F=F（，，t）§10－1作用在机械上的力与机械的运转二、作用在机械上的力1.驱动力三、机械的运动和功能关系功能关系：ΔW

=ΔE§10－1作用在机械上的力与机械的运转1.启动阶段若欲使t启，应空载或轻载启动，2.稳定运转阶段（正常工作阶段）周期变速稳定运转实现周期变速稳定运转的条件在任意时间间隔t内：产生速度波动的原因即:t内§10－1作用在机械上的力与机械的运转四、机械运转的三个阶段若欲使t停，应：切断驱动力3.停车阶段匀速稳定运转增加制动，即

由以上分析知，机械系统的运转速度一般是波动的，其危害性：运动副中产生动压力，引起机械震动，使寿命缩短，效率降低，可靠性下降，故必须加以调节。任意t内任意t内§10－1作用在机械上的力与机械的运转等效构件Je(me)——等效转动惯量（质量）单自由度机械系统等效动力学模型13§10－2机械系统的力学模型Me(Fe)——等效转动惯量（等效力）

等效构件具有的动能=原系统所有构件的总动能之和

等效力矩（力）产生的瞬时功率=原机械系统所有外力（矩）产生的瞬时功率之和

一、周期性速度波动的调节1.周期性速度波动的运动参数平均角速度理论上：工程上，可用算术平均值：速度不均匀系数(机器铭牌上的转速)02130612§10－4机械系统速度波动的调节§10－4机械系统速度波动的调节功能增量指示图Wmax只与E~曲线的峰、谷点有关，与曲线的形状无关。最大盈亏功的求法Eaabcdefa′ΔWmax+abcdefa′---++Wmax是功能增量指示图中最高点与最低点之间所有功的增量的代数和，即最高点与最低点之间垂直距离所表示功的值。be区间出现WmaxΔWmax代数和EbEcEdEfEeacdfa′EabeΔWmaxacdfa′Eabe§10—4机械系统速度波动的调节系统在一个运动循环的任意位置，具有的动能为：3.速度波动的调节飞轮调速的基本原理机械系统中安装飞轮后，等效转动惯量为：在转动轴上安装一个转动惯量较大的回转体—飞轮飞轮调速的实质：能量储存与释放调速原理：§10－4机械系统速度波动的调节或飞轮转动惯量的计算讨论

安装飞轮只能抑制速度波动，但不能消除速度波动。故飞轮应安装在高速轴上，但要注意轴的刚性。问题：飞轮能否消除速度波动不可能§10－4机械系统速度波动的调节飞轮尺寸的确定D1D2DBACJF=JA+JB+JC≈JA

轮缘厚度与直径相比很小，近似认为轮缘的质量分布集中在平均直径D上。则：飞轮转矩A---轮缘B---轮毂C---轮辐§10－4机械系统速度波动的调节飞轮设计的任务和步骤基本任务：已知[]、m，求JF。求解步骤：求等效力矩Md、Mr的曲线；求最大盈亏功Wmax—绘制功能增量指示图；求飞轮转动惯量JF。求各区段盈亏功；确定的飞轮尺寸。§10－4机械系统速度波动的调节203051535Tabcdefa′M(Nm)MrMd

某机械等效构件稳定运转一个周期的等效驱动力矩和等效阻力矩变化情况如图所示，并已计算出曲线包围的各块面积所代表的盈亏功值(图中所标数值)。试求出fa′区间的盈亏功和最