機(jī)械動力學(xué)(已修改)
2025-01-31 13:02 本頁面
【正文】 第六章 機(jī)械動力學(xué) 假定原動件勻速運動進(jìn)行分析的局限性 分析結(jié)果與真實情況有差異 ， 對于高速 、 重載 、 大質(zhì)量的機(jī)械 ， 這種分析誤差可能直接影響到設(shè)計的安全性和可靠性 。 實際工況 作用在機(jī)器執(zhí)行構(gòu)件的生產(chǎn)阻力形式是各種各樣的 ， 絕大多數(shù)機(jī)器受到的生產(chǎn)阻力是變化的 (時大時小 ， 時有時無 ,突然加載 ， 毫無規(guī)律等 )， 作用在構(gòu)件上的摩擦力和摩擦力矩隨著機(jī)器的運轉(zhuǎn)也在不斷變化 。 因此 ， 絕大多數(shù)機(jī)械系統(tǒng)運轉(zhuǎn)時 ， 其 主軸 (Main shaft)的速度是 波動 的 。 有害影響 主軸速度過大的波動變化會影響機(jī)器的正常工作 ， 增大運動副中的動載荷 ， 加劇運動副的磨損 ， 降低機(jī)器的工作精度和傳動效率 ， 縮短機(jī)器的使用壽命 。 周期性的速度波動還會激發(fā)機(jī)器振動 ， 產(chǎn)生噪聲 ， 甚至引起機(jī)器共振 ， 造成意外事故 。 造成系統(tǒng)主軸周期性波動的重要原因 高速 、 重載的機(jī)械系統(tǒng)中 ， 構(gòu)件周期性運動的 慣性力(Inertia force)和 慣性力矩 (Inertia torque) 。 考慮構(gòu)件慣性力的重要性 當(dāng)構(gòu)件的慣性力不能忽略時 ， 必須準(zhǔn)確計算構(gòu)件的質(zhì)量和轉(zhuǎn)動慣量 。 構(gòu)件的這些參數(shù)與其剖面尺寸和結(jié)構(gòu)尺寸有關(guān) ， 確定這些尺寸的主要技術(shù)依據(jù)是對構(gòu)件作的符合其真實受力情況的受力分析 。 對于高速 、 重載的機(jī)械系統(tǒng)進(jìn)行計入構(gòu)件慣性力和慣性力矩的受力分析 ， 是十分必要的 。 本章討論的問題 ● 機(jī)構(gòu)的 動態(tài)靜力分析 (Kiostatical analysis) ● 機(jī)械的平衡 (Balancing of machinery) ● 機(jī)械的 真實運動 (Actual motion)規(guī)律分析與 速度波動調(diào) 節(jié) (Speed fluctuation regulation) 第一節(jié) 機(jī)構(gòu)的動態(tài)靜力分析 主要目的 ⑴ 確定運動副中的約束反力 。 ⑵ 確定在按給定的運動規(guī)律條件下需要加在原動件上的 平衡力 (Balance force)或 平衡力矩 (Trimming moment)。 方法 對于低速機(jī)械 ， 可以在不計慣性力的條件下對機(jī)構(gòu)進(jìn)行受力分析 ， 即 靜力分析 (Statical analysis)。 對于中 、 高速機(jī)械 ， 可以根據(jù)達(dá)朗貝爾原理將構(gòu)件運動時產(chǎn)生的慣性力作為已知外力加在相應(yīng)的構(gòu)件上 ， 將動態(tài)受力系統(tǒng)轉(zhuǎn)化為瞬時靜力平衡系統(tǒng) ， 用靜力學(xué)的方法對機(jī)構(gòu)進(jìn)行受力分析 ， 即動態(tài)靜力分析 。 一 、 構(gòu)件慣性力的確定 用力學(xué)方法確定機(jī)構(gòu)的慣性力 用解析法對機(jī)構(gòu)進(jìn)行動態(tài)靜力分析時 ， 常采用分量的形式表示慣性力 。 施加在構(gòu)件 i上的慣性力 Fi在 x、 y方向上的分量為 ?????????SiiyiSiixiymFxmF??????????????????????????SiSiSiiSiii xyxmym???????? arctanarctan? 慣性力的方向用慣性力在坐標(biāo)系中的方位角 ?i表示為 慣性力的大小為 SiiSiSiii amyxmF ????? 22 ???? 慣性力矩的的大小為 二 、 機(jī)構(gòu)動態(tài)靜力分析的解析法 機(jī)構(gòu)動態(tài)靜力分析的任務(wù) 已知機(jī)構(gòu)中各構(gòu)件的重力 、 慣性力和給定的工作阻力及各構(gòu)件的運動參數(shù) ， 求出各運動副中的約束反力和原動件上所需的驅(qū)動力或驅(qū)動力矩 (也稱為機(jī)構(gòu)的平衡力或平衡力矩 )。 方法 矢量方程解析法 基本桿組法 直角坐標(biāo)法等 直角坐標(biāo)法的主要步驟 ● 建立一平面直角坐標(biāo)系 ， 將各構(gòu)件上所有的已知力 ， 向各自的質(zhì)心簡化為一個通過質(zhì)心的 合力 (Combined force)和一個 合力偶 (Combined couple of forces)， 并將該合力用平行于坐標(biāo)軸的兩個分量表示 。 ● 將運動副中的所有待求約束反力用平行于坐標(biāo)軸的兩個分量表示 。 ● 以每一個構(gòu)件為受力分析單元 ， 建立單元力平衡方程式 ， 并將其表示成單元力
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