【正文】 對(duì)于定傳動(dòng)比機(jī)構(gòu) ， 其等效轉(zhuǎn)動(dòng)慣量恒為常量 。 (3)等效力 、 等效力矩可能是正值 ， 也可能為負(fù)值 。 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) 。 設(shè)以 Med和 Mer分別表示作用機(jī)械中的所有驅(qū)動(dòng)力和所有阻力的等效力矩 ， Med與等效構(gòu)件角速度 ?同向 ， 做正功 。Mer與 ?方向相反 ， 做負(fù)功 。 為方便起見 ， Med和 Mer均取絕對(duì)值 ， 則 Me?Med?Mer 同理 Fe?Fed?Fer 選取等效構(gòu)件 選取等效構(gòu)件時(shí)考慮的因素 (1)便于計(jì)算等效構(gòu)件的等效動(dòng)力學(xué)參數(shù) 。 (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 。 (3)便于在等效構(gòu)件的運(yùn)動(dòng)分析完成后求解其他構(gòu)件的運(yùn)動(dòng)參數(shù) 。 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 。 等效動(dòng)力學(xué)參數(shù)例題 1 例 6 圖示機(jī)床工作臺(tái)傳動(dòng)系統(tǒng) ， 已知各齒輪的齒數(shù)分別為： z1=20， z2?60， z2??20， z3?80。 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(tái)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。 求以齒輪 1為等效構(gòu)件時(shí)系統(tǒng)的等效轉(zhuǎn)動(dòng)慣量和等效力矩 。 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 。 所以 ， 在計(jì)算精度要求不高時(shí) ， 常常可以忽略低速運(yùn)動(dòng)構(gòu)件的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量 。 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 。 (一 ) 機(jī)械運(yùn)動(dòng)方程的形式 1. 力矩形式 (微分形式 ) 根據(jù)動(dòng)能定理 dE?dW 若等效構(gòu)件為定軸轉(zhuǎn)動(dòng)構(gòu)件 ， 則有 三、機(jī)械運(yùn)動(dòng)方程及其求解 由于 故 若等效構(gòu)件為移動(dòng)構(gòu)件，得到 2ee e d e r ed d2 d dmvvF F F mst? ? ? ? 當(dāng) Je和 me為常數(shù)時(shí)，上述兩式可以簡(jiǎn)化為 e d e r ee d e r eddddM M JtvFFmt? ??? ???????? 三、機(jī)械運(yùn)動(dòng)方程及其求解 2. 能量形式 (積分形式 ) 若等效構(gòu)件為定軸轉(zhuǎn)動(dòng)構(gòu)件 ， 且其角位移由 ?1變?yōu)??2，角速度相應(yīng)地由 ?1變?yōu)??2， 則有 式中 ， Je Je2分別為等效構(gòu)件在角位移 ?1與 ?2時(shí)的等效轉(zhuǎn)動(dòng)慣量 。 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 。 三、機(jī)械運(yùn)動(dòng)方程及其求解 (二 )機(jī)械運(yùn)動(dòng)方程的求解 機(jī)械運(yùn)動(dòng)方程式建立后 ， 可以求解在已知外力作用下機(jī)械系統(tǒng)的真實(shí)運(yùn)動(dòng)規(guī)律 。 機(jī)械運(yùn)動(dòng)方程可以采用解析法和數(shù)值方法求解 。 由于系統(tǒng)中所含的原動(dòng)機(jī) 、 傳動(dòng)系統(tǒng)與執(zhí)行系統(tǒng)的不同 ， 單自由度機(jī)械系統(tǒng)的等效量可能是等效構(gòu)件的位移 、 速度或時(shí)間的函數(shù) 。 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 。 因此 ， 在不同的情況下 ， 運(yùn)動(dòng)方程的求解方法也有所不同 。 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 。 設(shè) 等效轉(zhuǎn)動(dòng)慣量 、 等效力矩的函數(shù)表達(dá)式 Je?Je(?)、 Me?Med(?)?Mer(?)均為 已知 。 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)。 將此式代入 ，可以得到等效構(gòu)件的角速度函數(shù) ??? (t)。 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 。 如果等效力矩不能用簡(jiǎn)單的 、 易于積分的函數(shù)表達(dá)式寫出的情況 ， 以及等效力矩以曲線或數(shù)值表格的形式給出的情況 ， 則需要應(yīng)用 數(shù)值法 (numerical method)進(jìn)行近似求解 。 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 。 如果機(jī)械系統(tǒng)的等效力矩的變化也具有周期性 ， 系統(tǒng)的等效構(gòu)件將作周期性的變速運(yùn)動(dòng) ， 否則 ， 系統(tǒng)的主軸將作無(wú)規(guī)律的變速運(yùn)動(dòng) 。 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 。 機(jī)械速度波動(dòng)類型 周期性速度波動(dòng) (periodic speed fluctuation) 非周期性速度波動(dòng) (aperiodic speed fluctuation) 速度波動(dòng)的有害影響 有害影響 主軸速度過(guò)大的波動(dòng)變化會(huì)影響機(jī)器的正常工作 ， 增大運(yùn)動(dòng)副中的動(dòng)載荷 ， 加劇運(yùn)動(dòng)副的磨損 ， 降低機(jī)器的工作精度和傳動(dòng)效率 ， 縮短機(jī)器的使用壽命 。 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 。 造成系統(tǒng)主軸周期性波動(dòng)的重要原因 等效構(gòu)件的等效轉(zhuǎn)動(dòng)慣量 (等效質(zhì)量 )和作用在等效構(gòu)件上的等效力矩 (等效力 )的 周期性變化 。 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 。 ● 了解周期性速率波動(dòng)的調(diào)節(jié)方法 ， 掌握飛輪調(diào)速原理及飛輪的設(shè)計(jì)方法 ， 能求解等效力矩是機(jī)構(gòu)位置函數(shù)時(shí)飛輪的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量 。 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. 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