第八章 机器动力学基础ppt课件.ppt

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1、1第八章机器动力学基础MachineDynamicsFoundation机器周期性速度波动的调节刚性回转件的平衡2一作用在机器上的力外力驱动力阻力内力法向反力摩擦力§8-1机器周期性速度波动的调节生产阻力有害阻力直流并激电机交流电机原动机的机械特性曲线等效动力学模型等效力矩：Me等效转动惯量：Je等效力：Fe等效质量：me4（1）起始阶段角速度ω:0ωm驱动功阻力功系统动能二机械运转的三阶段5（2）稳定运转阶段周期变速稳定运转在一个周期内，—例如:电动机-冲床；活塞式压缩机ωm＝常数二机械运转的三阶段6（2）稳定运转阶段等速稳定运转ω＝ωm＝常

2、数，例如:电机-水泵二机械运转的三阶段7（3）停车阶段ω:ωm0二机械运转的三阶段8三机器的自调性机器的自调性：当外载荷发生变化时，机器的主轴能够在新的速度下重新稳定运转机械的非周期性速度波动及其调节调节本质：重新建立稳定运转状态。方法：安装调速器，使驱动力矩与工作阻力矩恢复平衡关系。tt飞车停车长时间Mr>Md蒸汽机、燃气轮机、内燃机为原动机Md>MrMr>Md减少原动机供油、气增加原动机供油、气长时间Md>Mr10机械的周期性速度波动及其调节--重点（一）．速度波动的原因（转动机械为例）亏功原动机、工作机工作过程做功不匹配盈功11（二）表征

3、周期性速度波动程度的参数1、平均角速度ωmωm＝（ωmax＋ωmin）/23、相对速度波动量δ＝（ωmax－ωmin）/ωm2、绝对速度波动量速度不均匀系数机械的周期性速度波动及其调节12（三）．周期性速度波动的调节原理最大盈亏功分析：ΔWmax一定，J增大，速度差值减小措施：增加飞轮1314飞轮的结构15盈功ω↑飞轮吸收能量飞轮原理：亏功ω↓飞轮放出能量蓄能原理例：河道与水库16飞轮转动惯量的近似计算已知：［δ］ωmΔWmax求：Jf设计：17飞轮调速分析ΔWmax↑[δ]↓n↓飞轮安装在高速轴上，可减少飞轮转动惯量。JF↑JF↑JF↑18求

4、最大盈亏功方法1直接积分确定方法2由能量指示图盈功亏功亏功盈功能量指示图机器主轴转速变化图亏功盈功亏功等效力矩图例某刨床的主轴为等效构件，在一个运转周期内的等效驱动力矩为常数，刨床的主轴的平均转数n=60r/min，运转不均匀系数=0.1，若不计飞轮以外的构件的转动惯量，计算安装在主轴上的飞轮转动惯量。解：在一个运转周期内，等效驱动力矩与等效阻抗力矩作的功相等：求出作一条代表、平行轴的直线，在一个周期内与M轴、及周期末端线的交点为A、B、C、D、E、F。盈功亏功盈功亏功盈功等效力矩图设周期开始点的动能为，则各点的动能分别为：盈功亏功盈功亏功

5、盈功等效力矩图等效力矩图一回转件平衡的目的例：质量m=6.8kg的某航空电机的转子，工作转速为n=9000r/min，若质心与转子轴线的偏距e=0.2mm该转子产生的离心惯性力为F=1208N，为转子自重的18倍。转子轴承处的动反力也是静止状态轴承反力的18倍。转速越高，产生的惯性力越大。§8-2刚性回转件的平衡转子的平衡：转子的惯性力和惯性力矩的平衡转子：绕固定轴转动的构件。24回转件平衡的目的ABSSFⅠ机械平衡:调整质量分布,消除惯性力例磨削工件的砂轮25转子的平衡方法(1)加SSm(2)减(3)制造均匀26转子的分类刚性转子静平衡动平衡

6、挠性转子工作转速大于一阶临界转速的转子工作转速低于一阶临界转速的转子二刚性转子的静平衡设计静不平衡现象：转子的质心不在回转轴线上。当转子转动时，其偏心质量就会产生离心惯性力，从而在运动副中引起附加动压力。径宽比D/b≥5的转子（砂轮、飞轮、齿轮）：可近似地认为其不平衡质量分布在同一回转平面内。静平衡设计：盘形转子的静平衡设计举例：已知：分布于同一回转平面内的偏心质量为m1,m2和m3从回转中心到各偏心质量中心的向径为r1，r2和r3。当转子以等角速度w转动时，各偏心质量所产生的离心惯性力分别为：F1，F2，F3。二刚性转子的静平衡设计离心惯性力

7、系：平面汇交力系增加一个平衡质量mb，其向径为rb。所产生的离心惯性力为Fb。二刚性转子的静平衡设计平衡时，Fb,F1,F2,F3所形成的合力F为零：F=F1+F2+F3+Fb=0二刚性转子的静平衡设计质量与向径的乘积称为质径积，表示在同一转速下转子上各离心惯性力的相对大小和方位。m和e分别为转子的总质量和总质心的向径；mi和ri分别为转子各个偏心质量及其质心的向径；mb和rb分别为所增加的平衡质量及其质心的向径。转子平衡后，其总质心将与回转轴线重合，即e=0。根据质径积mbrb，确定rb和平衡质量大小。安装方向：向量图上所指的方向。若转子的实

8、际结构不允许在向径rb的方向上安装平衡质量，如何做？为了使设计出来的转子质量不致过大，一般尽可能将rb选大些，这样可使mb小些。二刚性转子的静平衡设计