【正文】 t link)， 建立最簡單的等效動(dòng)力學(xué)模型 。 等效力矩 (equivalent moment of force)— 作用在等效構(gòu)件上的力矩 。 1 2 3 A C ?1 B F3 vS2 v3 S1 S2 S3 M1 ?1 ?2 Fe me s3 v3 等效構(gòu)件 等效質(zhì)量和等效力概念 等效質(zhì)量 (equivalent mass)— 等效構(gòu)件具有的質(zhì)量 。 具有等效質(zhì)量 ， 其上作用有等效力的等效構(gòu)件也稱為 等效動(dòng)力學(xué)模型 。 一般各構(gòu)件與等效構(gòu)件的速比是機(jī)構(gòu)位置的函數(shù) ， 則等效質(zhì)量 、 等效轉(zhuǎn)動(dòng)慣量也是機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)位置的函數(shù)；對于定傳動(dòng)比機(jī)構(gòu) ， 其等效轉(zhuǎn)動(dòng)慣量恒為常量 。Mer與 ?方向相反 ， 做負(fù)功 。 通常選取機(jī)構(gòu)中作轉(zhuǎn)動(dòng)的原動(dòng)件或機(jī)器的主軸作為等效構(gòu)件 。 r?3 2 1 3 2? M1 Fr 4 等效動(dòng)力學(xué)參數(shù)例題 1 r?3 2 1 3 2? M1 Fr 4 解 等效轉(zhuǎn)動(dòng)慣量 等效動(dòng)力學(xué)參數(shù)例題 1 r?3 2 1 3 2? M1 Fr 4 代入各輪齒數(shù)及 r?3， 得到 高速運(yùn)動(dòng)構(gòu)件的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量在等效轉(zhuǎn)動(dòng)慣量中占的比例大；低速運(yùn)動(dòng)構(gòu)件在等效轉(zhuǎn)動(dòng)慣量中占的比例小 。 若等效構(gòu)件為移動(dòng)構(gòu)件 ， 得到 式中 ， me me2分別為等效構(gòu)件在位移 s1與 s2時(shí)的等效質(zhì)量 。 此外 ， 等效量也可以用函數(shù)表達(dá)式 、 曲線或數(shù)值表格等不同的形式給出 。 若等效力矩 可以積分 ， 且其邊界條件已知 ， 即 t?t0時(shí) ， ???0， ???0， Je?J0， 則有 故 ? ?00200 e d e ree2 ( ) d ( ) d( ) ( )J MMJJ??? ? ? ? ? ???? ? ??? 此式即為等效構(gòu)件的角速度 ?與其角位移 ?的函數(shù)關(guān)系 ???(?) 三、機(jī)械運(yùn)動(dòng)方程及其求解 00d()tt??????? ? 若需進(jìn)一步求出以時(shí)間 t表示的運(yùn)動(dòng)規(guī)律 ， 可由 ??d?/dt積分得 此式即為等效構(gòu)件的角位移函數(shù) ???(t)。 四、速度波動(dòng)調(diào)節(jié) 第六節(jié) 機(jī)械系統(tǒng)速度波動(dòng)及其調(diào)節(jié) 一 、 機(jī)械系統(tǒng)的盈虧功及速度波動(dòng) 構(gòu)件質(zhì)量不變的機(jī)械系統(tǒng) ， 隨著機(jī)構(gòu)周期性地重復(fù)運(yùn)動(dòng) ， 等效轉(zhuǎn)動(dòng)慣量也按一定的規(guī)律周期性的重復(fù)變化 。 周期性的速度波動(dòng)還會(huì)激發(fā)機(jī)器振動(dòng) ， 產(chǎn)生噪聲 ， 甚至引起機(jī)器共振 ， 造成意外事故 。 第七章習(xí)題 7 7 7 7 7 71 714 習(xí)題 謝謝觀看 /歡迎下載 BY FAITH I MEAN A VISION OF GOOD ONE CHERISHES AND THE ENTHUSIASM THAT PUSHES ONE TO SEEK ITS FULFILLMENT REGARDLESS OF OBSTACLES. BY FAITH I BY FAITH 。 周期性速度波動(dòng) 周期性速度波動(dòng)調(diào)節(jié) 非周期行速度波動(dòng)調(diào)節(jié) 離心式調(diào)速器 離心式調(diào)速器 Centrifugal governor 基本要求 基本要求 ● 掌握建立單自由度機(jī)械系統(tǒng)等效動(dòng)力學(xué)模型以確定機(jī)械的真實(shí)運(yùn)動(dòng)規(guī)律的基本思路及建立運(yùn)動(dòng)方程式的方法 ， 能求解等效力矩和等效轉(zhuǎn)動(dòng)慣量均是機(jī)構(gòu)位置函數(shù)時(shí)機(jī)械的運(yùn)動(dòng)方程式 。 機(jī)械運(yùn)轉(zhuǎn)速度產(chǎn)生波動(dòng)的原因 作用在機(jī)械上的外力或外力矩的變化 。 等效構(gòu)件的角加速度函數(shù) ??? (t)可按下式計(jì)算 d d d dd d d dtt? ? ? ?????? ? ? 求出等效構(gòu)件的運(yùn)動(dòng)規(guī)律后 ， 整個(gè)單自由度機(jī)械系統(tǒng)的真實(shí)運(yùn)動(dòng)規(guī)律即可隨之求得 。 三、機(jī)械運(yùn)動(dòng)方程及其求解 機(jī)械運(yùn)動(dòng)方程的求解舉例 當(dāng)?shù)刃?gòu)件為定軸轉(zhuǎn)動(dòng)構(gòu)件 ， 等效力矩和等效轉(zhuǎn)動(dòng)慣量均為等效構(gòu)件角位移的函數(shù)時(shí) ， 采用能量形式的運(yùn)動(dòng)方程式求解比較方便 。 機(jī)械運(yùn)動(dòng)方程可以采用解析法和數(shù)值方法求解 。 解 等效動(dòng)力學(xué)參數(shù)例題 1 r?3 2 1 3 2? M1 Fr 4 等效阻力矩為 等效驅(qū)動(dòng)力矩 Md?M1， 整個(gè)傳動(dòng)系統(tǒng)的等效力矩為 解 等效動(dòng)力學(xué)參數(shù)計(jì)算例題 2 三、機(jī)械運(yùn)動(dòng)方程及其求解 2ee1dd2MJ????? ????于是 三 、 機(jī)械運(yùn)動(dòng)方程及其求解 利用等效動(dòng)力學(xué)模型方法 ， 只要能解出等效構(gòu)件的運(yùn)動(dòng)規(guī)律 ， 即可以用運(yùn)動(dòng)分析方法求出整個(gè)系統(tǒng)中所有構(gòu)件的運(yùn)動(dòng)規(guī)律 。 齒輪 3與齒條 4嚙合的節(jié)圓半徑為 r?3， 各輪轉(zhuǎn)動(dòng)慣量分別為 J J J2?和 J3， 工作臺與被加工件的重量和為 G， 齒輪 1上作用有驅(qū)動(dòng)力矩 M1， 齒條的節(jié)線上水平作用有工作阻力 Fr。 (2)便于計(jì)算等效構(gòu)件的運(yùn)動(dòng)周期和運(yùn)動(dòng)位置 。 等效驅(qū)動(dòng)力矩與等效阻力矩 等效轉(zhuǎn)動(dòng)慣量 、 等效力矩以及等效質(zhì)量 、 等效力 ， 是建立等效動(dòng)力學(xué)模型的重要參數(shù) 。 因此 ， 可在機(jī)械真實(shí)運(yùn)動(dòng)未知的情況下計(jì)算各等效量 。 等效力 (equivalent force)— 作用在等效構(gòu)件上的力 。 具有等效轉(zhuǎn)動(dòng)慣量 ， 其上作用有等效力矩的等效構(gòu)件稱為 等效動(dòng)力學(xué)模型 (dynamically equivalent model)。 等效構(gòu)件 1 2 3 A C ?1 B F3 vS2 v3 S1 S2 S3 M1 ?1 ?2 1 ?1 Je Me ?1 等效轉(zhuǎn)動(dòng)慣量等效力矩概念 等效轉(zhuǎn)動(dòng)慣量 (equivalent moment of inertia)— 等效構(gòu)件具有的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量 。 根據(jù)動(dòng)能定理 ，在 dt時(shí)間內(nèi) ， 系統(tǒng)動(dòng)能的增量 dE應(yīng)該等于作用于該系統(tǒng)的外力所作的元功和 dW， 即 dE?dW ?Pdt 1 2 3 A C ?1 B 機(jī)械系統(tǒng)等效動(dòng)力學(xué)模型 F3 vS2 v3 例 5 圖示活塞式壓力機(jī) ， 設(shè)已知各構(gòu)件的質(zhì)心位置 Si、 質(zhì)量 m m 轉(zhuǎn)動(dòng)慣量 J JS2以及角速度 ? ?2和質(zhì)心速度 vS2，驅(qū)動(dòng)力矩為 M1， 阻力 F3， 建立該機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)方程 。 正是這兩類力的共同作用 ， 確定了機(jī)械的運(yùn)轉(zhuǎn)過程和運(yùn)動(dòng)規(guī)律 。 相鄰兩次計(jì)算出的約束反力誤差滿足分析精度要求 ， 則以最后一次計(jì)算結(jié)果作為力分析的最終結(jié)果 ， 否則重復(fù)上述過程 ， 直到滿足分析精度要求為止 。 待求力的分量形式 ?ij i j Rxij R?ij Mf Ryij 三 、 考慮運(yùn)動(dòng)副摩擦的受力分析 力平衡方程的待求力部分包括運(yùn)動(dòng)副中的摩擦力 。 ● 根據(jù)約束力與約束反力大小相等 、 方向相反的原則 ， 最后將各單元力平衡矩陣方程 “ 組裝 ” 成機(jī)構(gòu)力平衡矩陣方程 ， 用計(jì)算機(jī)求解 。 慣性力分量 用解析法對機(jī)構(gòu)進(jìn)行動(dòng)態(tài)靜力分析時(shí) ， 常采用分量的形式表示慣性力 。 分析步驟 ● 求出各構(gòu)件的慣性力，并把它們視為外力加于產(chǎn)生這些慣性力的構(gòu)件上； ● 根據(jù)靜定條件將機(jī)構(gòu)分解為若干個(gè)構(gòu)件組和平衡力作用的構(gòu)件； ● 由外力全部為已知的構(gòu)件組開始進(jìn)行分析，逐步分析到平衡力作用的構(gòu)件。 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(yùn)動(dòng)時(shí)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(dòng)態(tài)受力系統(tǒng)轉(zhuǎn)化為瞬時(shí)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(dòng)態(tài)靜力分析 (kiostatics analysis)。 s s1 自鎖條件 s ?s1 ? ? s1?AC ?rsin? 在直角 ?ABC中 R23 B C B A C ? ? E e 在直角 ?OEA中 s ?OE E O ??? ?esin(??? ) ?稱為楔緊角 。 各種夾具 、 螺栓連接 、 起重裝置 、 壓榨機(jī)等機(jī)械