機(jī)械原理第7章機(jī)械的運(yùn)轉(zhuǎn)與調(diào)速-免費(fèi)閱讀
【正文】 2)2(21 DgQJ AF ?gDQ A82?飛輪矩： QAD2＝ 8gJF QA＝ Vγ =π D2Bγ/4 ??24DQB A? 作者：潘存云教授 舉例： 已知驅(qū)動(dòng)力矩為常數(shù)，阻力矩如圖所示，主軸的平均角速度為： ωm=25 1/s,不均勻系數(shù) δ ＝ ，求主軸飛輪的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量 J。則最大動(dòng)能增量及最大盈虧功等于指示圖中 最低點(diǎn) 到 最高點(diǎn) 之間的高度值。一般應(yīng)將飛輪安裝在 高速軸 上。轉(zhuǎn)速增高時(shí)，將多于能量轉(zhuǎn)化為飛輪的動(dòng)能儲(chǔ)存起來，限制增速的幅度；轉(zhuǎn)速降低時(shí)，將能量釋放出來，阻止速度降低。 ωmax ωmin 如 :ωmax－ ωmin＝ π， ωm1＝ 10π， ωm2＝ 100π 則： δ 1＝ (ωmax－ ωmin)/ ωm1 = δ 2＝ (ωmax－ ωmin)/ ωm2 = 定義： δ ＝ (ωmax－ ωmin)/ ωm 為機(jī)器運(yùn)轉(zhuǎn)速度不均勻系數(shù)，它表示了機(jī)器速度波動(dòng)的程度。 φ 力矩所作功及動(dòng)能變化 : ↓ ↓ MdMr 虧功“－” ab ↑ ↑ MdMr 盈功“＋” bc ↓ ↓ MdMr 虧功“－” cd ↑ ↑ MdMr 盈功“＋” de ↓ ↓ MdMr 虧功“－” ea’ 在一個(gè)循環(huán)內(nèi)： 這說明經(jīng)過一個(gè)運(yùn)動(dòng)循環(huán)之后，機(jī)械又回復(fù)到初始狀態(tài) ,其運(yùn)轉(zhuǎn)速度呈現(xiàn)周期性波動(dòng)。 ????????dddtddddtd ??＝Me (ω)＝ Med(ω) Mer(ω) 變量分離： dt=Jedω/ Me (ω) ??? ?? ??0 )(0ee MdJtt積分得 : ＝ Jedω/dt 若 t=t0=0, ω0=0 則： 可求得 ω＝ ω(t),由此求得： 若 t=t0, φ 0=0， 則有： 三、 Je=Je (φ) ， Me=Me (φ、 ω) 運(yùn)動(dòng)方程 : d(Je (φ)ω21/2 )=Me (φ 、 ω)dφ 為非線性方程，一般不能用解析法求解，只能用數(shù)值解法。 初始條件： t=t0時(shí)， φ =φ 0， ω ＝ ω 0， Je=Je0, v＝ v0， me=me0 , 則對(duì)以上兩表達(dá)式積分得： 變換后得 : ?? dMJd ee ?]21[ 2 ??? ?????020022121 dMJJeee稱為能量 積分形式 的運(yùn)動(dòng)方程。則兩個(gè)系統(tǒng)具有的動(dòng)能相等，外力所作的功也相等，即兩者的動(dòng)力學(xué)效果完全一樣。 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 v2 F3 v3 =(M1ω1+F3 v3cosα 3 ) dt 運(yùn)動(dòng)方程為： d(J1ω21/2＋ Js2ω22/2＋ m2v2s2 /2＋ m3v23 /2) 推廣到一般，設(shè)有 n個(gè)活動(dòng)構(gòu)件，用 Ei表示其動(dòng)能。 作者：潘存云教授 ω Md 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。 后兩種情況由于速度的波動(dòng) ， 會(huì)產(chǎn)生以下不良后果： 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。 前述運(yùn)動(dòng)分析曾假定是常數(shù)，但實(shí)際上是變化的 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。第七章 機(jī)械的運(yùn)轉(zhuǎn)及其速度波動(dòng)的調(diào)節(jié) 167。而前面所介紹的運(yùn)動(dòng)分析時(shí)，都假定運(yùn)動(dòng)件作勻速運(yùn)動(dòng) (ω＝ const)。 ②引起彈性振動(dòng)，消耗能量，使機(jī)械效率降低。 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。則有： 設(shè)作用在構(gòu)件 i上的外力為 Fi，力矩為 Mi，力 Fi 作用點(diǎn)的速度為 vi。圖 (b)還可以進(jìn)一步簡化成圖 (c)。 ?????ddtdtdJddJMeee ?? 22稱為 力矩 (或力 )形式 的運(yùn)動(dòng)方程。 不作介紹。 Wd=Wr 即： = 0 動(dòng)能的變化曲線 E(φ )、和速度曲線 ω (φ )分別如圖所示： φ E ω φ ? ??? 39。 ωmax＝ ωm(1+δ /2) 可知，當(dāng) ωm一定時(shí)， δ 愈小，則差值 ωmax－ ωmin也愈小，說明機(jī)器的運(yùn)轉(zhuǎn)愈平穩(wěn)。 鍛壓機(jī)械： 在一個(gè)運(yùn)動(dòng)循環(huán)內(nèi)，工作時(shí)間短，但載荷峰值大，利用飛輪在非工作時(shí)間內(nèi)儲(chǔ)存的能量來克服尖峰載荷，選用小功率原動(dòng)機(jī)以降低成本。 過分追求機(jī)械運(yùn)轉(zhuǎn)速度的平穩(wěn)性，將使飛輪過于笨重。 強(qiáng)調(diào)不一定是相鄰點(diǎn) Wmax Emax Emin 可用折線代替曲線求得△ E 作者：潘存云教授 輪形飛輪：由 輪轂、輪輻 和 輪緣 三部分組成。 解： 1)求 Md , 在一個(gè)循環(huán)內(nèi)，Md和 Mr所作的功相等，于是： ?? ? ?? 202
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