機械系統(tǒng)的動力學分析和設計-文庫吧資料
2025-01-13 15:36本頁面
【正文】 矩： mge = 0 靜平衡或單面平衡 該回轉件在任意位置將保持靜止： 從理論上講 ， 對于偏心質量分布在多個運動平面內的轉子 ， 對每一個運動按靜平衡的方法來處理 （ 加減質量 ） ， 也是可以達到平衡的 。 適用范圍： 軸向尺寸較小的盤形轉子 （ B/D） ， 如風扇葉輪 、 飛輪 、 砂輪等回轉件 ， 167。 特點： 若重心不在回轉軸線上 ， 則在靜止狀態(tài)下 ， 無論其重心初始在何位置 ， 最終都會落在軸線的鉛垂線的下方這種不平衡現(xiàn)象在靜止狀態(tài)下就能表現(xiàn)出來 ， 故稱為靜平衡 。 所謂剛性轉子的不平衡 ， 是指由于結構不對稱 、 材料缺陷以及制造誤差等原因而使質量分布不均勻 ， 致使中心慣性主軸與回轉軸線不重合 ， 而產生離心慣性力系的不平衡 。 本章重點介紹剛性轉子的平衡問題 。 ③ 降低機械效率 。 大小方向變化 N21 N21 N21 G G F F θ ω ω e ① 增加運動副的摩擦 ， 降低機械的使用壽命 。 17－ 4 機械系統(tǒng)平衡的目的 F=ma=Geω2/g 舉例： 已知圖示轉子的重量為 G=10 N，重心與回轉軸線的距離為 1 mm， 轉速為 n=3000 rpm, 求離心力 F的大小 。 回轉件 （ 或轉子 ） 繞定軸作回轉運動的構件 。實際機械中，往往用增大帶輪或齒輪的尺寸和質量的方法，使它們兼起飛輪的作用，還應指出，本章介紹的飛輪設計方法，沒有考慮除飛輪之外其它構件的動能變化，因而是近似設計。 盤形飛輪： B D 2221??????? DmJ82mD?選定圓盤直徑 D，可得飛輪的質量： m＝ Vρ π D2B ρ = 4 選定飛輪的材料之后，可得飛輪的寬度 B。 輪轂 輪幅 輪緣 JA 飛輪主要尺寸的確定 其輪轂和輪緣的轉動慣量較小，可忽略不計。 解： 1)求 Md , 在一個循環(huán)內，Md和 Mr所作的功相等，于是： ?? ? ?? 202 1 dMM rd5)]10221(21021[2 1 ??????? ???作代表 Md的直線如圖。則最大動能增量及最大盈虧功等于指示圖中 最低點 到 最高點 之間的高度值。 E(φ )曲線上從一個極值點躍變到另一個極值點的高度，正好等于兩點之間的陰影面積 (盈虧功 )。 Amax的確定方法 在交點位置的動能增量 △ E正好是從起始點 a到該交點區(qū)間內各代表盈虧功的陰影面積代數(shù)和。 應用： 玩具小車 幫助機械越過死點，如縫紉機。轉速增高時，將多于能量轉化為飛輪的動能儲存起來，限制增速的幅度；轉速降低時，將能量釋放出來，阻止速度降低。 3) 由于 J≠ ∞ ，而 Amax和 ωm又為有限值，故 δ 不可能 為 “ 0”，即使安裝飛輪，機械總是有波動。 4） J與 ωm的平方成反比，即平均轉速越高，所需飛輪 的轉動慣量越小。 δ J 當 δ 很小時， δ ↓→ J↑↑ ?δ ?J 2）當 J與 ωm一定時 ， Amaxδ 成正比。 φ E ω φ 在位置 b處，動能和角速度為： Emin 、 ωmin 加 裝飛輪的目的就是為了增加機器的轉動慣量進而起到調節(jié)速度波動的目的。 17－ 3 飛輪的設計原理 飛輪設計的基本問題： 已知作用在主軸上的驅動力矩和阻力矩的變化規(guī)律，在 [δ ]的范圍內，確定安裝在主軸上的飛輪的轉動慣量 JF 。 ωmin＝ ωm(1δ /2) ω2max－ ω2min ＝ 2δω2m 由 ωm＝ (ωmax +ωmin)/2 以及上式可得： 對于不同的機器，因工作性質不同而取不同的值 [δ ]。 17－ 2 機械系統(tǒng)運轉的平均速度和不均勻系數(shù) 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 為機器運轉速度不均勻系數(shù)，它表示了機器速度波動的程度。下面介紹有關原理。但在差值相同的情況下，對平均速度的影響是不一樣的。 ，需采用專門的 調速器 才能調節(jié)。39。 Ad=Ar 即： = 0 動能的變化曲線 E(φ )、和速度曲線 ω (φ )分別如圖所示： φ E ω φ ? ??? 39。 Md φ a Mr φ a Md Mr
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