机械原理知识点(等效质量)

1、56研究机器运转及其速度波动调节的目的1、研究机器运转的目的：确定构件的真实运动规律。只有确定了机器中有关机构原动件的真实运动规律后，才能用 机构的运动分析方法求出其他运动构件相应的运动参数。2、研究机器速度波动的目的：调节机器主轴的周期性波动；周期性波动的危害：在运动副中引起附加动压力引起弹性振动 影响机器加工精度 防止非周期性速度波动所引起的机器毁坏或者停车； 如在内燃机驱动发电机的机组中.当载荷减小、所需发 电量下降时，内燃机提供的能量远远超过发电机需要， 其速度急剧上升。这时必须用特殊的机构调节内燃机汽油的供给量，使其 产生的功率与发电机的所需相适应。在新的状态下处于 平衡r57 等效

2、力、等效力矩的计算一、概念引入：由动能方程式研究 机器运动 和外力 关系时，必须研究所有运动构 件的动能变化 和所有 外力所做的功 。过程很不方便。对于单自由度 的机械系统，可将整个机器的运动问题 化为单一构 件的运动问题故引入 等效力、等效力矩、等效质量、等效转动惯量 概 念。二、计算方法 研究机器在已知力作用下的运动时， 作用在机器某一构件的假想 F 或 M代替作用在机器上所有已知外力和力矩。代替条件：机器的运动不变即：假想力F或力矩M所作的功或所产生的功率等于所有被代替的力 和力矩所作的功或所产生的功率之和。假想力F等效力 假想力矩 M-等效力矩 等效力或等效力矩作用的构件等效构件 等效

3、力作用的点一一等效点 通常要选择根据其位置便于进行机器运动分析的构件为等效构件。F为加在等效点B且垂直于AB的等效力，Vb为等效点B的速度；或 设M为加在绕固定轴转动的等效构件 AB上的等效力矩，3为等效构件的角速度；等效力或等效力矩所产生的功率P =化或 P=Mm设Fi,Mi :作用在机器第i个构件上的已知力和力矩V:力F作用点的速度3 i：构件i的角速度 0 i：Fi和V夹角作用在机器所有构件上的已知力和力矩所产生的功率：f=lZf=lM和3i同向取+ ,否则一假想力F或力矩M所作的功或所产生的功率等于所有被代替的力和力 矩所作的功或所产生的功率之和。i=li=lkk二耳匕cos 0i +

4、工土=1口求解等效力和力矩£ E cos 0 吕 ©F = +土昭丄j=l 叫 1=1 叫M二丈耳空四±他坐0)公式讨论: 等效力F和等效力矩M只与各速度比有关，而后者随机构位置而 异，所以F和M是机构位置的函数。 各个速度比可用任意比例尺所画的速度多边形中的相应线段之比来表示。不必知道各个速度的真实数值，所以可在不知道机器真实运 动的情况下，求出F.M。P -= FVr - 选绕固定轴线转到的构件为等效构件。4，丄Po Fi,Mi随时间或角速度变化，F.M也是时间和角速度函数 等效力F可分为等效驱动力Fd和等效阻力Fr两部分，同理等效力 矩可分成等效驱动力矩 M

5、和等效阻力矩M两部分，关系为F=FdFr M =Md-Mr注意：F和M是一个假想的力和力矩，它不是被代替的已知力和力矩 的合力或合成矩。求机构各力的合力时不能用等效力和等效力矩的原 理。58等效质量、等效转动惯量的计算一、使用等效力和等效力矩的同时，用集中在机器某一构件上选定点 的一个假想质量代替整个机器所有运动构件的质量和转动惯量。代替条件：机器的运动不变。即假想集中质量的动能等于机器所有 运动构件的动能之和。等效质量：能满足这种条件的假想质量等效点：等效质量所集中的点 等效构件：等效点所在的构件为了方便，等效力和等效质量的等效点和等效件构是同一点和同一构二.等效质量和等效转动惯量 等效转动

6、惯量：当取绕固定回转的构件为等效构件时，可用一个与它共同转动的假想物体的转动惯量来代替机器所有运动构件的质量和 转动惯量。条件：假想转动惯量的动能等于机器所有运动构件的动能之和 三、计算方法设m为集中在转化点B的等效质量，Vb为B点的速度;或设J为等效构件AB上的等效转动惯量，为等效构件的角速度。则等效构件的动能:设''i -第i个构件的角速度-第i个构件质心S的速度-第i个构件的质量-第i个构件对质心轴的转动惯量整个机器的动能：1 止 1111t 1*12 >_| 2-I 2春匕£口丄”春修卜討盯述"闫也（町 公式讨论： m和J有速度比的平方而定，总为正值； m和J仅是机构位置的函 数。 不必知道各速度的真实值，用相对值比即可。E = -Ja>2 =