機械的運轉(zhuǎn)及其速度波動的3-展示頁
2025-01-07 01:34本頁面
【正文】 ??????????1111c os???????niiiniiiie MVPM1 11 11 )()(c os ????機械的功率為 等效轉(zhuǎn)動構件的功率為 11?eMN ?令機械的功率等于等效轉(zhuǎn)動構件的功率，得等效力矩 Me1為 φ1 Je1(φ1) x y 機械 ω1 圖 等效轉(zhuǎn)動構件 Me1 (d) 機械運動微分方程 由能量守恒原理， 即外力對機械所做的功 dW等于機械動能的增量 dE得 dttMJd ee 11112111 ),(])(21[ ????? ?11112111),(])(21[?????tMdtJdee?分離變量得動能關于時間的導數(shù)形式為 dE ＝ dW φ1 Je1(φ1) x y ω1 圖 動構件的動力學 Me1(φ1,ω1,t) (d) 機械運動微分方程 (2) Je1為常數(shù)時的剛體繞定 軸轉(zhuǎn)動的微分方程 111111211111211 假想力 F——等效力 假想力矩 M——等效力矩 等效力或等效力矩作用的構件 ——等效構件 等效力作用的點 ——等效點 通常，選擇根據(jù)其位置便于進行機器運動分析的構件為等效構件。 研究機器在已知力作用下的運動時，作用在機器某一構件上的假想 F或 M代替 作用在機器上所有已知外力和力矩。依據(jù)這一原理，將對機器的運動微分方程組（ 3n個 ）的求解問題轉(zhuǎn)化為一個運動微分方程的求解問題，從而大大簡化了求解過程。 機械運動的微分方程及其解 對于 單自由度機器 ，機械動力學將整個機器的動能視與一個 假想構件 的動能相等，將機器上全部外力（不包括重力）所做的功率視與一個假象構件上具有的功率相同，該假想構件稱為 等效構件。在它們的共同作用下，機器的速度常常是變化的，在構件之間的相互作用力中，慣性力分量有時超過或遠遠超過由負載引起的分量。8 機械的運轉(zhuǎn)及其速度波動的調(diào)節(jié) 概述 機械運動的微分方程及其解 穩(wěn)定運轉(zhuǎn)狀態(tài)下機械的周 期性速度波動及其調(diào)節(jié) Chapter 8 Motion of Mechanical Systems and Its Velocity Fluctuation Regulation 提 要 研究機械在外力作用下的真實運動規(guī)律的分析與求解方法；提出了 等效構件 、 等效質(zhì)量 與 等效轉(zhuǎn)動慣量 的概念以及等效力 與 等效力矩 的概念；研究了周期性速度波動的機械的速度波動的調(diào)節(jié)方法。 Chapter 8 Motion of Mechanical Systems and Its Velocity Fluctuation Regulation 概 述 機械在工作時，其上作用有驅(qū)動力（矩）、工作阻力（矩） 、重力、慣性力（矩）和摩擦力（矩），其中，驅(qū)動力矩（電機）常常是速度的函數(shù)，工作阻力常常是位移的函數(shù)。 機械的運轉(zhuǎn)及其速度波動的調(diào)節(jié) 研究 如何調(diào)節(jié)機器的速度大小以及使慣性力對機器的影響達到理想狀態(tài)或較為理想狀態(tài)。等效構件 的運動規(guī)律與機器中某一個構件的運動規(guī)律相同。該運動微分方程為 二階變系數(shù)非齊次微分方程 。 代替條件： 機器的運動不變 ，即：假想力 F或力矩 M所作的功或所產(chǎn)生的功率 等于所有被代替的力和力矩所作的功或所產(chǎn)生的功率之和。 (a) 機械的邏輯構成與動力學分析方法 干 擾 二階變系數(shù)非齊次微分方程 N個構件 n =N－ 1個可動 構件 n =N－ 1個可動質(zhì)量 n =N－ 1個轉(zhuǎn)動慣量 作用有 n個阻力矩Mri(含有零阻力矩 ) 作用有 n個阻力 Fri (含有零阻力 ) 轉(zhuǎn)化為 22111 1 1 11 1 1 11 1 122????????ddJddJdtdJddJMeeeee????2121111 dtdJdtdJMeee?? ??φ1 Je1(φ1) x y ω1 圖 動構件的動力學 Me1(φ1,ω1,t) φ1 Je1 Me1(φ1,ω1,t) x y 圖 Je1為常數(shù)時的等效轉(zhuǎn)動構件的動力學 dtdJdtdddJM eee1111112111 222?????? ??1. 機構的運動分析 下面以 三相異步電動機 － 曲柄滑塊機構 － 常負載 為例，介紹單自由度 曲柄滑塊機構 的動力學分析方法。 ]1[ ??? mmem ss ??)18( coscos 21 ??? Sba ??)38( ]sinsinarc tan[21212 ??????e)(abea???(4 ) 曲柄滑塊機構的位移方程及其位移解 圖 8－ 1 曲柄滑塊機構的動力學模型 )28( sinsin 21 ??? ?? bea )48( coscos21 ??? ?? baS1 3 4 B 2 C e A ω1 φ2 Md1 C2 Fr φ1 (a) S (5) 連桿的角速度與曲柄角速度的比值為 )78( coscos2112 ????baωω)68( coscos 1122 ?? ?? aωbω圖 8－ 1 曲柄滑塊機構的動力學模型 )28( sinsin 21 ??? ?? bea對位置方程求一階導數(shù)得速度方程及其解 1 3 4 B 2 C e A ω1 φ2 Md1 C2 Fr φ1 (a) S (6) 連桿質(zhì)心的位移與速度分別為 2 2 2si n ( 10 10)ccy e b ?? ? ? ? 2 2 2c os ( 10 9)ccx S b ?? ? ? 32 2 2 2si n ( 10 11 )x c cVV ω b ?? ? ? 22222 ycxcc VVV ??圖 8－ 1 曲柄滑塊機構的動力學模型 1 3 4 B 2 C e A ω1 φ2 Md1 C2 Fr φ1 (a) S 2 2 2 20 co s ( 1 0 1 2 )y c cV ω b ?? ? ? 8 8 8 8 (7) 連桿質(zhì)心的水平速度與曲柄角速度之比為 32 2 2 211111 2 2 222sinc os c ossin sin sin ( 10 13 )c os c osx c c
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