ch11機(jī)器的運(yùn)轉(zhuǎn)及其速度波動的調(diào)節(jié)(已修改)
2025-05-15 18:40 本頁面
【正文】 第 11章 機(jī)器的運(yùn)轉(zhuǎn)及其速度波動的調(diào)節(jié) 167。 111 概述 167。 112 機(jī)器運(yùn)轉(zhuǎn)的三個階段及其作用力 167。 113 機(jī)器的等效動力學(xué)模型 167。 114 機(jī)器的運(yùn)動方程及其求解方法 167。 115 機(jī)器速度波動的調(diào)節(jié) 167。 116 飛輪設(shè)計 基本要求 ?理解機(jī)械速度波動的原因及速度波動的調(diào)節(jié)方法； ?了解機(jī)械運(yùn)轉(zhuǎn) 3階段中，機(jī)械系統(tǒng)的功、能量和原動件角速度的特點(diǎn)； ?掌握飛輪調(diào)速原理和特點(diǎn)，能夠計算飛輪轉(zhuǎn)動慣量。 ?了解建立單自由度機(jī)器系統(tǒng)等效動力學(xué)模型及其運(yùn)動方程式的方法，對等效力（力矩）、等效質(zhì)量（轉(zhuǎn)動慣量）、等效構(gòu)件和等效動力學(xué)模型等基本概念和方法的運(yùn)用能充分地了解。 ?對機(jī)器運(yùn)動方程式的兩種表達(dá)形式（動能形式和力或力矩形式）的建立和適用情況能有所了解。 ?懂得在建立機(jī)器運(yùn)動方程式后，如何根據(jù)已知條件求解在已知力作用下機(jī)器的真實(shí)運(yùn)動，重點(diǎn)是能理解力為機(jī)構(gòu)位臵函數(shù)時其等效構(gòu)件的真實(shí)運(yùn)動。 167。 111 概述 原動件的運(yùn)動規(guī)律與作用在機(jī)械的外力、原動件的位臵和所有構(gòu)件的質(zhì)量、轉(zhuǎn)動慣量等因素有關(guān)，因此，原動件的速度和加速度是隨時間而變化的。假設(shè)原動件等速運(yùn)動所得分析結(jié)果必然存在誤差。 如何確定機(jī)器的真實(shí)運(yùn)動規(guī)律？ 機(jī)械在運(yùn)轉(zhuǎn)過程中經(jīng)常會出現(xiàn)速度波動，這種速度波動會導(dǎo)致在運(yùn)動副中產(chǎn)生附加的動壓力，并引起機(jī)械的振動，從而降低機(jī)械的壽命、效率和工作質(zhì)量。 如何分析機(jī)械運(yùn)轉(zhuǎn)速度波動的程度？有哪些調(diào)節(jié)方法可將機(jī)械運(yùn)動速度波動的程度限制在許可的范圍之內(nèi)？ 一 、 機(jī)器運(yùn)轉(zhuǎn)的三個階段 穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn) 啟動 三個階段：起動 、 穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn) 、 停車 。 t ω 停止 167。 112 機(jī)器運(yùn)轉(zhuǎn)的三個階段及其作用力 機(jī)械的角速度 ω由零漸增至 ωm（ 正常工作速度 ），其功能關(guān)系為： Wd(Wr＋ Wf)=E1E0 起動時可以不加負(fù)載，等達(dá)到穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)后再加，能縮短起動時間。 機(jī)器的輸入功恒大于輸出功和損耗功之和 ① 勻速穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)： ω＝常數(shù) ② 周期變速穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)： ω(t)=ω(t+Tp) ③ 非周期變速穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn) 穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn) 啟動 t ω 停止 ωm t ω 穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn) 啟動 停止 啟動 ωm t ω 穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn) 停止 2. 穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)階段 ω＝ ωm＝常數(shù)， Wd(Wr＋ Wf)=E1E0=0 ωm＝常數(shù)，而 ω（ 瞬時角速度 ）作周期性變化； 在一個運(yùn)動循環(huán)周期內(nèi)， Wd(Wr＋ Wf)=E1E0=0 3. 停車階段 ω由 ωm漸減為零； (Wr＋ Wf)=E1E0=ΔE0 縮短停車（制動）時間，可以帶負(fù)荷停車，或者采用制動器等。 在任意時間間隔內(nèi)： 二 、 作用在機(jī)器上的驅(qū)動力和生產(chǎn)阻力 驅(qū)動力的形式 所謂機(jī)械特性通常是指力（或力矩）和運(yùn)動參數(shù)（位移、速度、時間等）之間的關(guān)系。 按作用在機(jī)械上的力常按其機(jī)械特性來分類。 O Fd s 重錘 C O Fd s Fd=Ks 彈簧 O Md ω 內(nèi)燃機(jī) 1）力是常量 2）力是位臵的函數(shù) 3）力是速度的函數(shù) 如重錘驅(qū)動件 Fd＝ C 如彈簧 Fd＝ Fd(s)， 如電動機(jī) Md＝ Md(ω) 驅(qū)動力可分為： 內(nèi)燃機(jī) Md＝ Md(ω) 驅(qū)動力和生產(chǎn)阻力的確定，涉及到許多專業(yè)知識，已 不屬于本課程的范圍。 生產(chǎn)阻力的形式 機(jī)械的執(zhí)行構(gòu)件所承受的生產(chǎn)阻力的變化規(guī)律，常取決于機(jī) 械工藝過程的特點(diǎn)。 按機(jī)械特性來分，生產(chǎn)阻力可分為： 如起重機(jī)、車床等。 如曲柄壓力機(jī)、活塞式壓縮機(jī)等。 如鼓風(fēng)機(jī)、離心泵等。 如揉面機(jī)、球磨機(jī)等。 說明 另外，在本章中認(rèn)為外力是已知的。 常數(shù) 執(zhí)行構(gòu)件位移的函數(shù) 執(zhí)行構(gòu)件速度的函數(shù) 時間的函數(shù) 一 、 等效動力學(xué)模型的建立 要研究機(jī)器的真實(shí)運(yùn)動規(guī)律，必須建立其上的外力和系統(tǒng)運(yùn)動參數(shù)之間的函數(shù)關(guān)系。 在機(jī)器運(yùn)轉(zhuǎn)的任意時間間隔內(nèi)作用在機(jī)器上的外力所做功之和 W 等于機(jī)器動能的增量 ΔE ΔE=W 具有等效轉(zhuǎn)動慣量（或等效質(zhì)量），其上作用有等效 力矩（或等效力）的等效構(gòu)件的動力學(xué)模型。 機(jī)器的等效動力學(xué)模型： 167。 113 機(jī)器的等效動力學(xué)模型 2 2 2 2001 1 1 11122k k k ks i i i s i s i i i s ii i i iΔ EJ ω m v J ω mv? ? ? ?? ? ? ?? ? ? ?? ? ? ?? ? ? ?? ? ? ?10 11c o skkti i i i itii
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