機(jī)械調(diào)速(已修改)
2025-03-16 11:38 本頁面
【正文】 第七章 機(jī)械的運(yùn)轉(zhuǎn)及其速度波動(dòng)的調(diào)節(jié) 167。 7－ 1 研究目的及方法 167。 7－ 2 機(jī)械的運(yùn)動(dòng)方程式 167。 7－ 3 機(jī)械運(yùn)動(dòng)方程的求解 167。 7－ 4 機(jī)械周期性速度波動(dòng)及其調(diào)節(jié) 167。 7－ 5 機(jī)械非周期性速度波動(dòng)及其調(diào)節(jié) 作者：國防科大教授潘存云、王 玲 167。 7－ 1 研究的目的及方法 一、研究?jī)?nèi)容及目的 ，目的是為運(yùn)動(dòng)分 析作準(zhǔn)備。 前述運(yùn)動(dòng)分析曾假定是常數(shù)，但實(shí)際上是變化的 概述： 設(shè)計(jì)新的機(jī)械，或者分析現(xiàn)有機(jī)械的工作性能時(shí)，往往想知道機(jī)械運(yùn)轉(zhuǎn)的穩(wěn)定性、構(gòu)件的慣性力以及在運(yùn)動(dòng)副中產(chǎn)生的反力的大小、 Vmax amax的大小，因此要對(duì)機(jī)械進(jìn)行運(yùn)動(dòng)分析。而前面所介紹的運(yùn)動(dòng)分析時(shí)，都假定原動(dòng)件作勻速運(yùn)動(dòng) (ω＝ const)。但在大多數(shù)情況下， ω≠const ，而是力、力矩、機(jī)構(gòu)位置、構(gòu)件質(zhì)量、轉(zhuǎn)動(dòng)慣量等參數(shù)的函數(shù)： ω＝ F(P、 M、 φ 、 m、 J)。 只有確定了的原動(dòng)件運(yùn)動(dòng) ω的變化規(guī)律之后，才能進(jìn)行運(yùn)動(dòng)分析和力分析，從而為設(shè)計(jì)新機(jī)械提供依據(jù)。 這就是研究機(jī)器運(yùn)轉(zhuǎn)的目的 。 ，目的是使機(jī)械的轉(zhuǎn) 速在允許范圍內(nèi)波動(dòng)，而保證正常工作。 速度波動(dòng)過大，會(huì)產(chǎn)生惡果 作者：國防科大教授潘存云、王 玲 穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)階段的狀況有 ： ① 勻速穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)： ω＝常數(shù) t ω 穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn) ② 周期 變速穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)： ω(t)=ω(t+Tp) 啟動(dòng) 三個(gè)階段：?jiǎn)?dòng) 、 穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn) 、 停車 。 ③ 非 周期 變速穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn) 停止 ωm t ω 穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn) 啟動(dòng) 停止 ωm t ω 穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn) 啟 動(dòng) 停止 勻速穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí) ， 速度 不需要調(diào)節(jié) 。 后兩種情況由于速度的波動(dòng) ， 會(huì)產(chǎn)生以下不良后果： 作者：國防科大教授潘存云、王 玲 速度波動(dòng)產(chǎn)生的不良后果 ： ①在運(yùn)動(dòng)副中引起附加動(dòng)壓力，加劇磨損，使工作可靠性降低。 ②引起彈性振動(dòng)，消耗能量，使機(jī)械效率降低。 ③影響機(jī)械的工藝過程，使產(chǎn)品質(zhì)量下降。 ④載荷突然減小或增大時(shí)，發(fā)生飛車或停車事故 為了減小這些不良影響，就必須對(duì)速度波動(dòng)范圍進(jìn)行調(diào)節(jié)。 二、速度波動(dòng)調(diào)節(jié)的方法 ，可在轉(zhuǎn)動(dòng)軸上安裝一個(gè)質(zhì)量較大的回轉(zhuǎn) 體（俗稱飛輪）達(dá)到調(diào)速的目的。 ，需采用專門的調(diào)速器才能調(diào)節(jié)。 本章僅討論飛輪調(diào)速問題。 作者：國防科大教授潘存云、王 玲 三、作用在機(jī)械上的驅(qū)動(dòng)力和生產(chǎn)阻力 驅(qū)動(dòng)力是由原動(dòng)機(jī)提供的動(dòng)力，根據(jù)其特性的不同，它們可以是不同運(yùn)動(dòng)參數(shù)的函數(shù)： 蒸汽機(jī)與內(nèi)然機(jī)發(fā)出的驅(qū)動(dòng)力是活塞位置的函數(shù)： 電動(dòng)機(jī)提供的驅(qū)動(dòng)力矩是轉(zhuǎn)子角速度 ?的函數(shù)： 機(jī)械特性曲線－ 原動(dòng)機(jī)發(fā)出的驅(qū)動(dòng)力（或力矩）與運(yùn)動(dòng)參數(shù)之間的函數(shù)關(guān)系曲線。 當(dāng)用解析法研究機(jī)械在外力作用下，驅(qū)動(dòng)力必須以解析表達(dá)式給出。 一般較復(fù)雜 工程上常將特性曲線作近似處理，如 Md=M(s) Md=M(?) B N ω Md 交流異步電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性曲線 A C 用通過額定轉(zhuǎn)矩點(diǎn) N的 直線 NC代替 曲線 NC ωn ω0 ω Md=Mn(?0－ ?)/ (?0－ ?n) 其中 Mn－ 額定轉(zhuǎn)矩， ?n － 額定角速度， ?0 － 同步角速度 機(jī)器銘牌 作者：國防科大教授潘存云、王 玲 生產(chǎn)阻力取決于生產(chǎn)工藝過程的特點(diǎn)，有如下幾種情況： ①生產(chǎn)阻力為常數(shù)，如車床； ② 生產(chǎn)阻力為機(jī)構(gòu)位置的函數(shù)，如壓力機(jī) 。 ③ 生產(chǎn)阻力為執(zhí)行構(gòu)件速度的函數(shù)，如鼓風(fēng)機(jī)、攪拌機(jī)等； 驅(qū)動(dòng)力和生產(chǎn)阻力的確定，涉及到許多專門知識(shí)，已超出本課程的范圍。 本課程所討論機(jī)械在外力作用下運(yùn)動(dòng)時(shí)，假定外力為已知。 ④ 生產(chǎn)阻力為時(shí)間的函數(shù)，如球磨機(jī)、揉面機(jī)等； 作者：國防科大教授潘存云、王 玲 一 、 機(jī)器運(yùn)動(dòng)方程的一般表達(dá)式 動(dòng)能定律： 機(jī)械系統(tǒng)在時(shí)間 △ t內(nèi)的的動(dòng)能增量 △ E應(yīng)等于作用于該系統(tǒng)所有各外力的元功 △ W。 舉例：圖示曲柄滑塊機(jī)構(gòu)中，設(shè)已知各構(gòu)件角速度、質(zhì)量、質(zhì)心位置、質(zhì)心速度、轉(zhuǎn)動(dòng)慣量 ,驅(qū)動(dòng)力矩 M1，阻力 F3。 動(dòng)能增量為： 外力所作的功： dW=Ndt dE=d(J1ω21 /2 167。 7－ 2 機(jī)械的運(yùn)動(dòng)方程式 寫成微分形式： dE=dW 瞬時(shí)功率為： N=M1ω1+F3 v3cosα 3 = M1ω1－ F3 v3 ω2 ＋ Js2ω22 /2＋ m2v2s2 /2 ＋ m3v23 /2) M1 ω1 x y 1 2 3 s2 O A B φ 1 v3 v2 F3 =(M1ω1+F3 v3cosα 3 ) dt 作者：國防科大教授潘存云、王 玲 運(yùn)動(dòng)方程為： d(J1ω21/2＋ Jc2ω22/2＋ m2v2c2 /2＋ m3v23 /2) 推廣到一般，設(shè)機(jī)械系統(tǒng)有 n個(gè)活動(dòng)構(gòu)件，用 Ei表示其動(dòng)能。則有： 設(shè)作用在構(gòu)件 i上的外力為 Fi，力矩 Mi為，力 Fi 作用點(diǎn)的速度為 vi。則瞬時(shí)功率為： 機(jī)器運(yùn)動(dòng)方程的一般表達(dá)式為： 式中 α i為 Fi與 vi之間的夾角， Mi與 ωi方向相同時(shí)取“ ＋ ”，相反時(shí)取“ － ”。 ???niiEE1???niiNN1上述方程，必須首先求出 n個(gè)構(gòu)件的動(dòng)能與功率的總和，然后才能求解。此過程相當(dāng)繁瑣，必須進(jìn)行簡(jiǎn)化處理。 ＝ (M1ω1－ F3 v3)dt ????niiciii Jvm1
教學(xué)課件相關(guān)推薦
鄂ICP備17016276號(hào)-1