大理工机械设计基础课件第7章 动能定理和机械速度波动的调节

第七章动能定理和机械速度波动的调节教学要求教学重点与难点教学内容熟悉动能定理，功率和功率方程；

了解机械的运动方程式；

掌握机械运转速度周期性波动及其调节。

教学要求

重点：机械运转速度周期性波动及其调节

难点：飞轮的简易设计计算

教学重点与难点§7-1动能定理

§7-2功率和功率方程

§7-3机械的运动方程式

§7-4机械运转速度波动及其调节动能定理2、变力的功一、力的功力的功是力在一段路程上对物体作用所积累的效果。元功或变力F在路程上的功为其解析式为1、常力的功，功为正值；

,功为负值；，功等于零。3、合力的功如果同时有几个力作用于物体的同一点，合力在任一路程上所作的功等于各分力在同一路程上所作功的代数4、几种常见力的功

设物体在重力作用下，其重心沿曲线运动。重力在坐标轴上的投影为重心降低，重力作正功；重心升高，重力作负功。(1)重力的功设刚体绕z轴转动，力F作用于M点，刚体转动一微小转角力F的元功为式中，是力F对转轴z的矩。当刚体转过角，力F所作的功为(2)作用于绕定轴转动刚体上的力的功和力偶的功二、动能定理1、质点的动能定理微分形式积分形式2、质点系的动能定理微分形式或

3、平动刚体的动能平动刚体的动能等于刚体的质量与质心速度平方乘积的一半。积分形式绕定轴转动刚体的动能，等于刚体对转轴的转动惯量与角速度平方乘积的一半。4、绕定轴转动刚体的动能5、平面运动刚体的动能刚体作平面运动时，可视为绕瞬心P并垂直于运动平面的轴作瞬时转动，其动能为若取通过质心c并与瞬心轴平行的轴为转轴，其动能为平面运动刚体的动能等于随质心平动的动能与绕质心转动的动能之和。功率和功率方程一、功率力在单位时间内作的功称为功率，即如果功是用力矩和力偶矩计算，则若转速用n(r/min)，力矩或力偶矩用N·m，功率P为或在机器起动或加速运转时，，故要求；二、机器的功率方程当机器正常运转时(一般作匀速转动)，，即；在制动过程中，机器作减速转动，，这时。机器在稳定运转时的机械效率例在车床上车削直径d=0.18m的工件，车床主轴的转速为n=960r／min，车床主轴的转矩M=27N·m，车床齿轮的传动效率。求切削力F和电动机的输出功率。机械的运动方程式一、机械运转过程的三个阶段1、起动阶段机械原动件的角速度由零逐渐上升，直至达到正常运转的平均角速度为止。2、稳定运转阶段

3、停车阶段当阻抗功逐渐将机械具有的动能消耗完时，机械停止运转。二、机械的运动方程1、等效动力学模型通常复杂的机械系统的等效动力学模型为：绕定轴转动或作直线移动的构件。2、等效量的计算（1）等效力矩和等效力若等效构件为绕定轴转动件，角速度为，则等效力矩为若等效构件为移动件且其速度为v时，作用于其上的等效力为（2）等效质量和等效转动惯量若等效构件为绕定轴转动件，其角速度为，则其对转动轴的等效转动惯量为3、机械运动方程式的建立若等效构件为绕定轴转动件，其机械运动方程为若等效构件为移动件，机械运动方程为机械运转速度波动及其调节一、调节机器速度波动的目的

1、周期性速度波动危害：①引起动压力，影响可靠性和η↓；②可能在机器中引起振动，影响寿命、强度；③影响工艺，产品质量↓。2、非周期性速度波动危害：机器因速度过高而毁坏，或被迫停车。二、机器周期性速度波动的调节方法

1、调节方法机器中某一回转轴上加一适当的质量——飞轮2、设计指标

算术平均值

平均角速度

速度不均匀系数

（1）基本问题机械的等效转动惯量为，为了调节机械