機(jī)械系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)第二章(已修改)
2025-05-11 12:03 本頁(yè)面
【正文】 第二章 平面機(jī)構(gòu)的平衡 第一節(jié) 概述 高速重型機(jī)械總機(jī)構(gòu)傳遞給機(jī)座一個(gè) 擺動(dòng)力和一個(gè)擺動(dòng)力偶 ，對(duì)機(jī)械運(yùn)轉(zhuǎn)造成多方面 不利影響 。機(jī)構(gòu) 平衡 本質(zhì)上是一種以動(dòng)態(tài)靜力分析為基礎(chǔ)的動(dòng)力學(xué)綜合（設(shè)計(jì)）。 一、機(jī)構(gòu)的平衡 慣性載荷的 危害 ： 1. 周期性慣性載荷引起周期性的擺動(dòng)力和擺動(dòng)力矩，周期性的會(huì)引起振動(dòng)、噪音、共振、精度、可靠性、安全 等多方面的問(wèn)題 ； 2. 引起平衡力矩的波動(dòng)，進(jìn)一步引起傳動(dòng)系統(tǒng)的周期波動(dòng)的載荷、進(jìn)一步引起扭振； 3. 引起構(gòu)件的 附加動(dòng)應(yīng)力 ，影響強(qiáng)度；引起運(yùn)動(dòng)副中的附加動(dòng)反力，加劇磨損、降低效率。 當(dāng)驅(qū)動(dòng)構(gòu)件等速回轉(zhuǎn)時(shí)，慣性力（力距）與驅(qū)動(dòng)構(gòu)件角速度的平方成正比，為了適應(yīng)高速化、精密化的趨勢(shì)，必須研究 機(jī)構(gòu)的平衡問(wèn)題 。 平衡 ：用質(zhì)量再分配的方法完全或部分地消除慣性載荷。是運(yùn)動(dòng)設(shè)計(jì)完成后的一種 動(dòng)力學(xué)設(shè)計(jì) 。 平衡設(shè)計(jì)中進(jìn)行慣性力分析時(shí)，總是假定驅(qū)動(dòng)構(gòu)件作某種理想運(yùn)動(dòng)，平衡本質(zhì)上是以動(dòng)態(tài)靜力分析為基礎(chǔ)的動(dòng)力學(xué)綜合。 二、平衡的種類和方法 根據(jù)慣性載荷造成的危害分類 ： 1. 機(jī)構(gòu)在基座上的平衡 （重點(diǎn)）； 輸入轉(zhuǎn)矩 的平衡； 。 根據(jù)采用的措施分類： 1. 加配重方法進(jìn)行平衡（重點(diǎn)）； 平衡（不具有普遍性）。 依據(jù)慣性載荷被平衡的程度進(jìn)行分類 ： 1. 部分平衡 ：兼顧機(jī)械的重量、結(jié)構(gòu)和動(dòng)力學(xué)特性常常不得不采用僅使 擺動(dòng)力部分地得到平衡的方法 。 ：（分為兩類） ； b.擺動(dòng)力和擺動(dòng)力矩的完全平衡。 ：利用優(yōu)化方法，綜合地考慮擺動(dòng)力和擺動(dòng)力矩的平衡、輸入轉(zhuǎn)矩的平衡和運(yùn)動(dòng)副動(dòng)壓力的平衡。 優(yōu)化綜合平衡是平衡問(wèn)題研究的新動(dòng)向，在工程實(shí)踐中具有重要意義。 第二節(jié) 質(zhì)量代換 質(zhì)量代換：就是將構(gòu)件的質(zhì)量用若干集中質(zhì)量來(lái)代替，使這些代換質(zhì)量與原有質(zhì)量在動(dòng)力學(xué)上等效。 一、 質(zhì)量代換的條件 構(gòu)件的慣性力和慣性力矩分別為： sysxymFxmF?????????sJM ??用 n個(gè)集中質(zhì)量代替原構(gòu)件，應(yīng)使代換后的系統(tǒng)與原構(gòu)件 動(dòng)力學(xué)上等效 。應(yīng)滿足 如下條件 ： 1. 代換質(zhì)量的總和等于原構(gòu)件的質(zhì)量； ? ??ni imm12. 代換質(zhì)量的質(zhì)心與原構(gòu)件質(zhì)心重合； sniiisniiimyymmxxm??????113. 各質(zhì)量對(duì)坐標(biāo)原點(diǎn)（ 質(zhì)心 ）的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量之和等于原構(gòu)件對(duì)坐標(biāo)原點(diǎn)的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量。 )()( 22122sssni iiiyxmJyxm ???? ??條件 2保證了代換后慣性力不變。 sniiisniiimyymmxxm??????11求兩次導(dǎo) 加負(fù)號(hào) sniiisniiiymymxmxm??????????????????11條件 3保證了代換前后慣性力矩不變。 )()( 22122sssni iiiyxmJyxm ???? ??取坐標(biāo)原點(diǎn)與質(zhì)心重合，兩邊同乘以 ???? sni iiiJyxm ??? ??? 122 )(滿足前兩個(gè)條件的代換稱為 靜代換 。 滿足全部三個(gè)條件的代換稱為 動(dòng)代換 。 二、實(shí)質(zhì)量代換 1. 兩點(diǎn)動(dòng)代換 SKKAAKKAAKAJlmlmlmlmmmm???????220將 mA放置在鉸鏈 A上， lA是已知的。 可求出 SAAKSASAASKJmllmmJmlmJmmlJl?????22222. 兩點(diǎn) 靜代換 0?????KKAAKAlmlmmmm四個(gè)未知量，可任意指定兩個(gè)求出另
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