汽车机械基础课件 5-1和5-2.ppt

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1、第1节转速、线速度与转动惯量一、角速度与线速度1.角速度如图5-1a所示的汽车发动机飞轮上的一动点A绕中心点O作圆周运动，经过t（s）后，动点A转到A′点，绕过的中心角为φ，其旋转的快慢程度用单位时间内转过的角速度ω来表示，即ω=φ/t式中ω——角速度，rad/s；φ——转角，rad。工程上常用每分钟转动的圈数来表示构件转动的快慢，称为转速，用n表示，单位为r/min(转/分)。构件每转一周转过的弧度为2π，所以角速度ω和转速n之间的关系为ω=2πn（rad/min）=2πn/60(rad/s)=πn/30(rad/s)2.线速度转动构件上某一点的运动速度

2、的快慢还可以用线速度v来表示。注意：构件上到转动中心的距离不相等的点的线速度的大小也不相同。线速度v等于角速度ω与该点转动半径r的乘积，即v=rω=r2πn/60=πnr/30式中v——线速度，m/s；R——转动半径，m；n——转速，r/min。二、转动惯量刚体转动时保持原有的运动状态不变的特性，称为惯性。度量刚体转动惯性大小的物理量称为转动惯量。转动惯量Iz是刚体的质量与它离转轴距离平方的乘积，即Iz=式中mi——组成转动刚体每一个质点的质量；ri——每一个质点到转动中心的距离。结论：刚体的质量越大，质点到转动中心的距离越大，则转动惯量越大；相同的刚体质

3、量，分布得离转动中心越远，产生的转动惯量也越大。应用：汽车的飞轮通常做成边缘厚、中间薄的形状，把大部分材料分布到远离转轴的地方，达到使用较少的材料获得较大的转动惯量，使发动机在载荷波动时仍然能平稳运转。第2节变速转动与功率一、变速转动机器中的传动件受到主动力矩的驱动，克服阻力矩的作当用，作旋转运动。当主动力矩等于阻力矩时，传动件作匀速运动；当主动力矩大于阻力矩时，传动件作加速运动；当主动力矩小于阻力矩时，传动件作减速运动。传动件在作加速或减速运动的过程中，角速度发生了变化，用角加速度来表示角速度变化的快慢程度，即ε=（ω－ω0）/t式中ε——角加速度，ra

4、d/s2；ω0——传动件开始时的角速度，rad/s；ω——传动件经过t时间后的角速度，rad/s；t——传动件的转动时间，s。结论：在（ω－ω0）不变的的前提下，传动件的转动时间越短，则角加速度的值越大。说明传动件能在很短的时间内大幅度提高转动的角速度，角速度值越大，则传动件的线速度值也就越大。二、功率力在单位时间内所作的功称为功率，用P（kW）表示，即P=dW/dt=Ftds/dt=Ftv式中Ft——力在运动方向上的投影；v——刚体运动的速度。结论：功率等于力在运动方向上的投影与刚体运动线速度的乘积。对于转动的刚体，功率等于推动刚体转动的某一点的切向力与

5、该点线速度的乘积，即P=Ftv=Ftrω=mω式中m——刚体上受到的转动力矩，N·m；ω——刚体的角速度，rad/s。结论：转动刚体的功率等于转动力矩与转动角速度的乘积。三、功率、转速与转矩功率、转速与转矩之间存在着一定的关系：例5-1已知某轿车的发动机功率P=120kW，求：（1）当曲轴以2000r/min转速旋转时，曲轴的扭矩是多少？（2）如果传动轴的转速为800r/min，该传动轴的的扭矩是多少？（3）当轿车爬斜坡时，传动轴的转速降到500r/min，该传动轴的扭矩又是多少？解：（1）曲轴以2000r/min转速旋转时，曲轴的扭矩m=9550=955

6、0×120/2000kN·m=573N·m（2）传动轴的转速为800r/min时，传动轴的扭矩m=9550=9550×120/800kN·m=1432.5N·m（3）传动轴的转速为500r/min，传动轴的扭矩m=9550=9550×120/500kN·m=2292N·m结论：在功率不变的情况下，轴的的扭矩与转速成反比，轴的转速越高，扭矩越小；反之，轴的转速越低，扭矩越大。低速前进时，转速小，牵引力大，适合于爬坡或走高低不平的道路。小结：1.角速度、线速度、转动惯量的计算方法。2.功率、转速与转矩之间的关系。谢谢