機械的運轉(zhuǎn)及其速度波動的調(diào)節(jié)(2)-展示頁
2025-05-08 12:10本頁面
【正文】 功之和 。 2. 研究機械運轉(zhuǎn)速度的波動及其調(diào)節(jié)方法，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。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)。而前面所介紹的運動分析時，都假定運動件作勻速運動 (ω ＝ const)。作者潘存云 第 14章 機械的運轉(zhuǎn)及其速度波動的調(diào)節(jié) 14－ 1 研究內(nèi)容及目的 14－ 2 機械的運轉(zhuǎn)過程及作用力 14－ 3 機械系統(tǒng)等效動力學(xué)模型 14－ 4 機械運動方程式的建立及求解 14－ 5 機械周期性速度波動及其調(diào)節(jié)方法 14－ 6 機械非周期性速度波動及其調(diào)節(jié)方法 作者潘存云 14－ 1 研究內(nèi)容及目的 一、研究內(nèi)容及目的 1. 研究在外力作用下機械的真實運動規(guī)律，目的是為運動分析作準(zhǔn)備。 前述運動分析曾假定是常數(shù)，但實際上是變化的 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。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)。這就是研究機器運轉(zhuǎn)的目的。 運動分析時，都假定原動件作勻速運動 :ω ＝ const 實際上是多個參數(shù)的函數(shù)： ω ＝ F(P、 M、 φ 、 m、 J) 力、力矩、機構(gòu)位置、構(gòu)件質(zhì)量、轉(zhuǎn)動慣量 作者潘存云 動能增量 有害功 有效功 驅(qū)動功 作者：潘存云教授 t ω 一 、 機械運轉(zhuǎn)過程的三個階段 14－ 2 機械的運轉(zhuǎn)過程及作用力 由能量守恒定律知 機械運轉(zhuǎn)時 ， 所有外力之功等于動能增量： Wd―W r―W f =E－ 00 輸入功大于有害功之和 。 ω m 啟動 穩(wěn)定運轉(zhuǎn)的特點： 作者潘存云 作者：潘存云教授 t ω 穩(wěn)定運轉(zhuǎn) 啟動 c)停車階段 ω ? 0 Wd―W r―W f = E－ E00 輸入功小于有用功與損失功之和 。 作者潘存云 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。 ③影響機械的工藝過程，使產(chǎn)品質(zhì)量下降。 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)。 ━━ 非周期性速度波動。 作者潘存云 ω Md 二、作用在機械上的力 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)： 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。一般較復(fù)雜 工程上常用通過額定轉(zhuǎn)矩點 N的直線 NC代替曲線 NC Md=M(s) Md=M(?) B N 交流異步電動機的機械特性曲線 A C Md=Mn(?0－ ?)/ (?0－ ?n) 其中 Mn－ 額定轉(zhuǎn)矩 ω 0 ?0 － 同步角速度 機器銘牌 ω n ?n － 額定角速度 ω 工作轉(zhuǎn)速 1）驅(qū)動力 作者潘存云 2)生產(chǎn)阻力 ——取決于生產(chǎn)工藝過程的特點。 ③ 生產(chǎn)阻力為執(zhí)行構(gòu)件速度的函數(shù)，如鼓風(fēng)機、攪拌機等； ④生產(chǎn)阻力為時間的函數(shù)，如球磨機、揉面機等； 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。 作者潘存云 x y 1 2 3 O A B φ 1 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。 動能增量為： 外力所作的功： dW=Ndt dE=d(J1ω21 /2 14－ 3 機械系統(tǒng)的等效動力學(xué)模型 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 F3 v3 =(M1ω1+F3 v3cosα 3 ) dt v2 s2 作者潘存云 運動方程為： d(J1ω21/2＋ Jc2ω22/2＋ m2v2c2 /2＋ m3v23 /2) 推廣到一般，設(shè)有 n個活動構(gòu)件，用 Ei表示其動能。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 ω i方向相同時取“ ＋ ” ，相反時取 “ － ” 。此過程相當(dāng)繁瑣，必須進行簡化處理。則兩個系統(tǒng)具有的動能相等，外力所作的功也相等，即兩者的動力學(xué)效果完全一樣。 O A M1 ω1 Je 作者潘存云 me F e ━━ 等效 力 me ━━ 等效質(zhì) 量 d[v23 /2 (J1ω21 / v23＋ Jc2ω22 / v23＋ m2v2c2 / v23＋ m3 ) ] ＝ v3 (M1ω1 / v3 － F3) dt x y 1 2 3 O A B φ 1 ω2 M1 ω1 F3 v3 v2 s2 同理 ， 可把運動方程重寫為 ： 假想把原系統(tǒng)中的所有外力去掉，而只在構(gòu)件 1上作用有 Me，且構(gòu)件 1的轉(zhuǎn)動慣量為 Je，其余構(gòu)件無質(zhì)量，如圖 (b)。還可以進一步簡化成右圖。 矩所作的功相等 : Ne＝ ΣNi Ee＝ ΣEi x y 1 2 3 O A B φ 1 ω2 M1 ω1 F3 v3 v2 s2 F3 v3 me 等效動力學(xué)模型 O A M1 ω1 Je 等效構(gòu)件 作者潘存云 ?eMN ?? ?? ????niniiiiiie MvFM1 1co s?
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