機械調(diào)速(已修改)
2025-03-16 11:38 本頁面
【正文】 第七章 機械的運轉(zhuǎn)及其速度波動的調(diào)節(jié) 167。 7－ 1 研究目的及方法 167。 7－ 2 機械的運動方程式 167。 7－ 3 機械運動方程的求解 167。 7－ 4 機械周期性速度波動及其調(diào)節(jié) 167。 7－ 5 機械非周期性速度波動及其調(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、研究內(nèi)容及目的 ，目的是為運動分 析作準備。 前述運動分析曾假定是常數(shù)，但實際上是變化的 概述： 設(shè)計新的機械，或者分析現(xiàn)有機械的工作性能時，往往想知道機械運轉(zhuǎn)的穩(wěn)定性、構(gòu)件的慣性力以及在運動副中產(chǎn)生的反力的大小、 Vmax amax的大小，因此要對機械進行運動分析。而前面所介紹的運動分析時，都假定原動件作勻速運動 (ω＝ const)。但在大多數(shù)情況下， ω≠const ，而是力、力矩、機構(gòu)位置、構(gòu)件質(zhì)量、轉(zhuǎn)動慣量等參數(shù)的函數(shù)： ω＝ F(P、 M、 φ 、 m、 J)。 只有確定了的原動件運動 ω的變化規(guī)律之后，才能進行運動分析和力分析，從而為設(shè)計新機械提供依據(jù)。 這就是研究機器運轉(zhuǎn)的目的 。 ，目的是使機械的轉(zhuǎn) 速在允許范圍內(nèi)波動，而保證正常工作。 速度波動過大，會產(chǎn)生惡果 作者：國防科大教授潘存云、王 玲 穩(wěn)定運轉(zhuǎn)階段的狀況有 ： ① 勻速穩(wěn)定運轉(zhuǎn)： ω＝常數(shù) t ω 穩(wěn)定運轉(zhuǎn) ② 周期 變速穩(wěn)定運轉(zhuǎn)： ω(t)=ω(t+Tp) 啟動 三個階段：啟動 、 穩(wěn)定運轉(zhuǎn) 、 停車 。 ③ 非 周期 變速穩(wěn)定運轉(zhuǎn) 停止 ωm t ω 穩(wěn)定運轉(zhuǎn) 啟動 停止 ωm t ω 穩(wěn)定運轉(zhuǎn) 啟 動 停止 勻速穩(wěn)定運轉(zhuǎn)時 ， 速度 不需要調(diào)節(jié) 。 后兩種情況由于速度的波動 ， 會產(chǎn)生以下不良后果： 作者：國防科大教授潘存云、王 玲 速度波動產(chǎn)生的不良后果 ： ①在運動副中引起附加動壓力，加劇磨損，使工作可靠性降低。 ②引起彈性振動，消耗能量，使機械效率降低。 ③影響機械的工藝過程，使產(chǎn)品質(zhì)量下降。 ④載荷突然減小或增大時，發(fā)生飛車或停車事故 為了減小這些不良影響，就必須對速度波動范圍進行調(diào)節(jié)。 二、速度波動調(diào)節(jié)的方法 ，可在轉(zhuǎn)動軸上安裝一個質(zhì)量較大的回轉(zhuǎn) 體（俗稱飛輪）達到調(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、作用在機械上的驅(qū)動力和生產(chǎn)阻力 驅(qū)動力是由原動機提供的動力，根據(jù)其特性的不同，它們可以是不同運動參數(shù)的函數(shù)： 蒸汽機與內(nèi)然機發(fā)出的驅(qū)動力是活塞位置的函數(shù)： 電動機提供的驅(qū)動力矩是轉(zhuǎn)子角速度 ?的函數(shù)： 機械特性曲線－ 原動機發(fā)出的驅(qū)動力（或力矩）與運動參數(shù)之間的函數(shù)關(guān)系曲線。 當用解析法研究機械在外力作用下，驅(qū)動力必須以解析表達式給出。 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 交流異步電動機的機械特性曲線 A C 用通過額定轉(zhuǎn)矩點 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，有如下幾種情況： ①生產(chǎn)阻力為常數(shù)，如車床； ② 生產(chǎn)阻力為機構(gòu)位置的函數(shù)，如壓力機 。 ③ 生產(chǎn)阻力為執(zhí)行構(gòu)件速度的函數(shù)，如鼓風機、攪拌機等； 驅(qū)動力和生產(chǎn)阻力的確定，涉及到許多專門知識，已超出本課程的范圍。 本課程所討論機械在外力作用下運動時，假定外力為已知。 ④ 生產(chǎn)阻力為時間的函數(shù)，如球磨機、揉面機等； 作者：國防科大教授潘存云、王 玲 一 、 機器運動方程的一般表達式 動能定律： 機械系統(tǒng)在時間 △ t內(nèi)的的動能增量 △ 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)動慣量 ,驅(qū)動力矩 M1，阻力 F3。 動能增量為： 外力所作的功： dW=Ndt dE=d(J1ω21 /2 167。 7－ 2 機械的運動方程式 寫成微分形式： dE=dW 瞬時功率為： 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 運動方程為： d(J1ω21/2＋ Jc2ω22/2＋ m2v2c2 /2＋ m3v23 /2) 推廣到一般，設(shè)機械系統(tǒng)有 n個活動構(gòu)件，用 Ei表示其動能。則有： 設(shè)作用在構(gòu)件 i上的外力為 Fi，力矩 Mi為，力 Fi 作用點的速度為 vi。則瞬時功率為： 機器運動方程的一般表達式為： 式中 α i為 Fi與 vi之間的夾角， Mi與 ωi方向相同時取“ ＋ ”，相反時取“ － ”。 ???niiEE1???niiNN1上述方程，必須首先求出 n個構(gòu)件的動能與功率的總和，然后才能求解。此過程相當繁瑣，必須進行簡化處理。 ＝ (M1ω1－ F3 v3)dt ????niiciii Jvm1
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