机械原理10.ppt

1、第七章机械的运动及其速度变动的调节，机械的运动方程式机械的运动方程式在稳定运转状态下的机械的周期性速度变动及其调节机械的非周期性速度变动及其调节，理解机械的运动和外力的定量关系理解机械的运动速度变动的原因，特征，把握危害的调节方法理解基于机械运动的速度变动的原因及其调节方法。 难点：飞轮惯性矩校正计算时最大损益工作的校正计算。7-1概要、研究的目的和内容、1、机械的运动规律是由各部件的质量、惯性矩和作用力等因素决定的，所以随时间的推移而变化，要对机械进行精确的运动分析和力分析，必须在外力的作用下，研究机械的实际运动规律。 2 .机械在运动中出现速度波动，使运动子产生附加的动态压力，引起振动，降

2、低机械的寿命、效率和工作质量，因此有必要研究机械运行中速度的波动及其调节方法。 运动解析时，假定原动子在等速运动，实际上是多个残奥仪表的函数。 二机械运转的3阶段，1 .启动阶段的原动子的速度从零到开始稳定逐渐上升的过程。 动能定理WdWc=E，驱动功，阻抗功输出功Wr与损耗功Wf之和，动能，功(率)特征：外力对系统正功Wd-Wc0，动能特征：系统动能增加E=Wd-Wc0，速度特征，功(率) 动能特征： E=Wd-WcT=0，速度特征： T=T 1，这个阶段是常数，但在正常的工作速度的平均值m的上下进行周期性的速度变动，工作(率)特征： Wd-Wc=-Wc，动能特征： E=Wd-Wc=-Wc0

3、，速度特征：-WC 0 其变化规律取决于发动机的机械特性。 原动机的机械特性：将来自原动机的驱动力和运动残奥表(位移、速度或时间)的关系称为原动机的机械特性。 机械特性因原动机而异。 或者反作用力、摩擦力、交流异步电滚子的机械特性曲线驱动力是旋转速度的函数。 其特征曲线可以替换为通过n点和c点的直线近似。 直线方程式是直流电动机的机械特性曲线驱动力为转速的函数。 Mn :电动机的额定转矩n :电动机的额定角速度o :电动机的同步角速度Md，任意点的驱动转矩和角速度，内燃机的机械特性曲线驱动力是旋转位置的函数。 动作阻力机械动作时应克服的动作负荷取决于机械的工艺特性。 (1)生产阻力常数，(3)

4、生产阻力是速度的函数，(2)生产阻力是位移的函数，(4)生产阻力是时间的函数，7-2机械的运动方程式，机械运动方程式的通式，机械运动方程式机械上的力，部件的质量，对惯性矩与其运动残奥仪的函数关系单自由度机械系统采用动能定理建立运动方程式。 即，dE=dW，1 .建立机械运动方程式的基本原理，动能定理在某一时刻(dt )动能的增量(dE )必须等于该时刻作用于该机械系统的各外力引起的原功(dW )之和。2 .机械运动方程式的通式，dE=dW，机械系统由n个部件构成，如果作用于部件I的作用力为Fi，力矩为Mi，力Fi作用点的速度为vi，部件的角速度为I，则机构的总动能与机构的dt时间内的动能增量：

5、机构上m2、JS2； m3； 一级方程式。 设定为1、2、vs2、v3。 机械运动方程式：二机械系统的等效动力学模型、所选择的曲柄1的旋转角1是独立的广义的坐标(单自由度系统)，能够改写上式。 由等效惯性矩、等效力矩、等效惯性矩(Je )和等效力矩(Me )表示的机械运动方程式的通式中，单自由度机械系统的运动具有等效惯性矩Je ()，在其上作用有等效力矩Me (、t )的等效旋转惯性量、等效力矩是机构位置的函数，与变速比有关小心！等效构件也可以选择移动构件。 在上图所示的曲柄滑块机构中，当将滑块3设为等效部件(其广义的坐标是滑块的位移s3)时，运动方程式由等效质量、等效力、等效旋转质量(me

6、)和等效力(Fe )表示的机械运动方程式的通式，注意曲柄滑块机构等效力学模型！ 等效惯性矩、等效力矩、等效质量、等效力、一般普及，1 )旋转部件为等效部件，2 )移动部件为等效部件，等效条件：1)me (或Je )的等效条件等效部件的动能与原机械系统的总动能相等。 2)Fe (或Me )的等效条件等效力Fe (或等效力矩Me )的瞬时功率必须等于原机构上所有外力的相同瞬时功率代数和。 众所周知，一般意义上的等效动力学模型、等效质量(惯性矩)、等效力(力矩)，例如z1=20、z2=60、J1、J2、m3、m4、M1、F4及曲柄长度为l。 求图的位置时的Je，Me。 解，所有机构位置的函数，三机械

7、运动方程的表示，机械运动方程的通式，对于由n个可动部件构成的机械系统，能够得到其运动方程的通式，由于机械运动方程的通式复杂，求解也不方便，所以机械的实际运动可以通过建立等效部件的运动方程来求解。在将能量形式运动方程式、旋转部件设为等效部件的情况下、能量微分形式的机械运动方程式、积分能量积分形式的机械运动方程式、移动部件设为等效部件的情况下、将同样的运动方程式、能量积分形式的机械运动方程式、能量微分形式的机械运动方程式、旋转部件设为等效部件的情况下， 在等效惯性矩和等效力矩都是位置的函数的情况下，7-3机械运动方程的解对Je=Je ()，Me=Me ()应用机械运动方程的动能形式，并且假定、Me

8、=常数，Je=常数。应用矩形式在已知的边界条件为t=t0时=0、=0，通过上式积分能够得到，通过再积分能够得到，二价惯性矩为常数，等效矩为速度的函数时Je=常数，如果Me=Me ()，0=0，则三价惯性矩为位置的函数， 等效矩如果是位置和速度的函数，则为Je=Je ()，Me=Me (，)，将旋转角等分为n个微小的旋转角，分别是适用机械运动方程式的微分形式，为，7，1个运动周期内，驱动扭矩和电阻扭矩的功分别为：机械运动能量的增量损功：用E 0、“-”表示。 在黑字功能区域中，在等效部件损失功能区域中，在等效部件的共同周期内，Wd=Wr、Me和Je的共同周期TMTJ； 其源头Me和Je分别相同，

9、说明经过一个运动周期，机器再次回到初始状态，其运转速度周期性变动。 (1) .平均角速度m，(2) .角速度变化量max- min可反映机械速度变化的绝对量，例如，在max- min=5rad/s的情况下，m=10 rad/s和m=100rad/s (3) .速度不均匀系数：角速度变化量与其平均角速度之比。 工程上用来表示机器运转速度变动的程度。 不同的机器，根据工作性质的不同要求也不同，所以规定了容许值。 常用机械运转不均匀系数的容许值、上述各速度量之间的关系：为了调节周期性速度变动、降低机械运转时产生的周期性速度变动，一般采用在机械上安装具有大惯性矩JF的飞轮进行调节的方法。 飞轮相当于蓄

10、压器。 当机器出现黑字时，它以动能的形式储存多才多艺的能量，当发生减少主轴角速度上升幅度的损失时，释放该储存的能量以补偿能量不足，减少主轴角速度下降幅度。飞轮设置修正的基本原理、最大损益工作Wmax Emax和Emin位置之间的所有外力引起的工作代数和。 在Emax中，对应于： max的角表示为max，在Emin中，对应于： min的角表示为min，Wmax的求出方法以能量指示图： a点为起点，对应的位置Med和Mer间包围的面积Aab、Abc以一定的比例以向量线分依次表示飞轮惯性矩JF的修正运算：结论：在Wmax和m的时间节点中，值越小，飞轮的惯性矩越大。 因此，如果过分追求机械运动速度的均

11、匀性，飞轮就会变得过重。 JF不能为无限大，所以不能为零。 即，周期性的速度只能减小，不能消除。 当Wmax是恒定的时候，JF与m的平方成反比。 因此，最好将飞轮安装在机械的高速轴上。 如等效电阻力矩Mr的变化曲线图那样，等效驱动力矩Md为常数，m=100 rad/s，=0.05，不计算机械的等效惯性矩j。 求： 1)Md=？ 2) Wmax=？ 3 )图中显示了max和min的位置4)JF=？ 的双曲馀弦值。 解：1)描绘MD2=(2400 )/2、Md=200 Nm、max、min、2 )能量指示图；3 )图示max和min的位置，在本章中归纳为2等效惯性矩、等效质量、等效力矩、等效力的概念及校正计算方法3机械运转速度变动及其调整方法二、难点1等效惯性矩(等效质量)、等效力矩(等效力)的